Date post: | 11-Jul-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | diana-cantor |
View: | 277 times |
Download: | 0 times |
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 1/43
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
IMPACTO AMBIENTAL DE
AGUAS SUPERFICIALES POR
FUENTES PUNTUALES
MTRA. GLORIA BOCARDI PÉREZ
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 2/43
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE GENERAL ...........................................................................................ÍNDICE DE FIGURAS .......................................................................................
ÍNDICE DE TABLAS .........................................................................................
I.- INTRODUCCIÓN .........................................................................................
II.-GENERALIDADES........................................................................................
2.1.-Criterios ecológicos que la LGEEPA establece para la prevención y
control de la contaminación del agua y de los sistemas acuáticos...........
2.2.- Hidrología de las aguas superficiales........................................................
2.3.- Parámetros de calidad de las aguas superficiales....................................
2.4.- Origen de las aguas residuales.................................................................
2.5.- Características físicas...............................................................................
2.6.- Características químicas...........................................................................
2.7.- Características biológicas.........................................................................
2.8.- Composición del agua residual urbana....................................................
2.9.- Herramientas de legislación federal en Estados Unidos de América.......
2.10.- Herramientas de legislación federal en Estados Unidos Mexicanos.......
2.11.- Planteamiento conceptual para estudiar los impactos ambientales sobre
las aguas residuales........................................................................
2.12.- Etapa 1: Identificación de los impactos de cantidad o calidad de las
aguas superficiales......................................................................................
2.13.- Etapa 2: Descripción de las condiciones existentes en las aguas
superficiales................................................................................................
2.14.- Recopilación de información sobre cantidad y calidad del agua.................2.15.- Indice Ambiental: Calidad del agua.............................................................
2.15.1.- Cálculo de la calidad del agua WQI..........................................................
2.16.- Identificación de problemas de contaminación extraordinarios...................
2.17.- Situación actual del Municipio de Poza Rica, Veracruz, México.................
2
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 3/43
2.18.- Conservación de los recursos
Hídricos........................................................
III.- OBJETIVOS................................................................................................
IV.- METODOLOGÍA4.1.-Diseño del método de trabajo..........................................................
V.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN..................................................................
5. 1.- Selección de estaciones de muestreo....................................................
5.1.1.-Valores de la carga transportada y crítica...............................................
5.2.-Cuantificación de los gastos de aguas residuales en la ciudad de
Poza Rica, Veracruz.............................................................................
5.2.1.- Determinación de los gastos..................................................................5.3.- Análisis Multivariado..................................................................................
5.3.1.-Análisis estadístico descriptivo...............................................................
5.3.2.- Análisis estadístico: comparación por variables..................................
5.3.3.- Correlación por variables........................................................................
5.3.4.- Análisis de componentes principales.....................................................
5.3.5 .- Análisis Cluster......................................................................................
5.4 .- Cálculo del índice de la calidad del agua ...............................................
VI.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................
ANEXO A ........................................................................................................
ANEXO B .........................................................................................................
ANEXO C ........................................................................................................
ANEXO D .........................................................................................................
3
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 4/43
I.- INTRODUCCIÓN
El problema de las aguas superficiales, se debe a que las aguas residualesdomésticas, comerciales e industriales son descargadas directamente sin tratamiento
alguno ya sea a ríos, lagunas, lagos y mares, causa principal de la degradación del
medio natural y el origen de focos de incubación y de transmisión de enfermedades
que representan un riesgo a la salud de la comunidad.
La realización del presente taller tiene la finalidad de determinar el impacto ambiental
de las fuentes puntuales considerando los resultados de análisis de aguas de
muestras del Río Cazones, Veracruz, México; aguas arriba (preimpacto) y aguasabajo (postimpacto); el Interés se debe a que de éste río, el municipio de Poza
Rica, Veracruz, México, se abastece del agua para uso doméstico e industrial y a su
vez descarga las mismas a dicho Río no haciendo sustentable el uso del agua
.La información correspondiente sobre los aspectos generales del medio natural y
socioeconómico en este caso del municipio de Poza Rica, Veracruz México ver
anexo C. Calidad de aguas: legislación internacional y nacional, normas, métodos de
análisis, plantear el desarrollo del muestreo, conocer el cauce del Río Cazones, a supaso por el noroeste de la ciudad de Poza Rica. Cuales son las afluentes cercanas
que desembocan al Río y en que puntos se encuentra el mayor flujo de fuentes
puntuales a este río; fijar los puntos de muestreo desde el preimpacto hasta la zona
de posimpacto.
4
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 5/43
II. GENERALIDADES
El gobierno Federal por conducto de la SEMARNAT, ha establecido la Ley General
de Equilibrio Ecológico y Protección al Medio Ambiente (LGEEPA), en el apartado de
aguas residuales se hace necesario un control y aplicación riguroso de las normas
sanitarias y Normas Oficiales Mexicanas (NOM), así como una verdadera promoción
y apoyo a las obras de saneamiento, particularmente del tratamiento y disposición
final de las aguas residuales (LGEEPA ,1999).
2.1.-Criterios ecológicos que la LGEEPA establece para la prevención y control
de la contaminación del agua y de los sistemas acuáticos:
1. La prevención y control de la contaminación del agua es fundamental paraevitar que se reduzca su disponibilidad y para proteger los ecosistemas del
país.
2. Corresponde al estado y a la sociedad prevenir la contaminación de ríos,
cuencas, vasos, aguas marinas, y demás depósitos y corrientes de agua,
incluyendo las aguas del subsuelo.
3. El aprovechamiento del agua en actividades productivas susceptibles de
producir contaminación, conlleva la responsabilidad del tratamiento de lasdescargas, para reintegrarlas en condiciones adecuadas para su uso en otras
actividades y para mantener el equilibrio de los ecosistemas.
4. Las aguas residuales de origen urbano deben recibir tratamiento previo a su
descarga en ríos, cuencas, vasos, aguas marinas y demás depósitos o
corrientes de agua, incluyendo las aguas del subsuelo.
5. La participación y corresponsabilidad de la sociedad es condición indispensable
para evitar la contaminación del agua (LGEEPA, 1999).
Prohibición que establece la LGEEPA en el artículo 121 del capítulo III:
No podrán descargarse o infiltrarse en cualquier cuerpo o corriente de agua, o en el
suelo o subsuelo, aguas residuales que contengan contaminantes sin previo
5
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 6/43
tratamiento y el permiso o autorización de la autoridad federal, o de la autoridad local
en los casos de descargas de aguas en jurisdicción local o a los sistemas de drenaje
y alcantarillado de los centros de la población.
Medida que garantiza una prevención eficaz de la contaminación, es el otorgamiento
de asignaciones, autorizaciones, concesiones o permisos para la explotación, uso o
aprovechamiento de aguas en actividades económicas susceptibles de contaminar
dicho recurso, estará condicionada al tratamiento previo necesario de las aguas
residuales que se produzcan, (LGEEPA,1999).
La contaminación por medios naturales se lleva a cabo por el arrastre y disolución de
sustancias a través del aire, agua, suelo, así como el uso y contacto directo de la
fauna y desarrollo de la flora en las fuentes. La contaminación por medios
antropogénicos es causa esencialmente de los centros urbanos, industriales y
recreativas ya que la mayor parte de sus desechos sólidos y líquidos son vertidos
directamente en las superficies al aire libre en los diferentes cuerpos receptores sin
previo tratamiento.
Las aguas de los ríos sufren a lo largo de su recorrido modificaciones debido a su
poder disolvente y además, de que reciben desechos humanos e industriales, por lo
que generalmente están contaminados.
Las aguas freáticas están muy expuestas a la contaminación de bacterias, parásitos
o sustancias químicas, por la facilidad de filtración hasta ellas, del contenido de:
letrinas, pozos negros, fosas sépticas, depósitos de basura o de estiércol, etc.
El arrastre de las bacterias o parásitos depende entre otros factores, de la inclinación
del terreno, del nivel de las aguas subterráneas, y de la permeabilidad del suelo, de
tal manera que desde el punto de vista sanitario, deben determinarse las distancias
máximas de migración y la dirección de las corrientes subterráneas. Por ejemplo una
letrina debe estar separada como mínimo a 30 metros, de cualquier fuente de
suministro de agua y sobre el nivel de las aguas subterráneas. Como eje articulador
de las acciones de la CNA para la administración de los recursos hidráulicos en
Diciembre de 1992 se expide la Ley de Aguas Nacionales (LAN) y en Enero de 19946
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 7/43
se publica su reglamento. La LAN es reglamentaria del artículo 27 de la Constitución
Política de los Estados Unidos Mexicanos en materia de aguas nacionales; es de
observancia general en todo el territorio nacional, sus disposiciones son de orden
público e interés social y tiene por objeto regular la explotación, uso yaprovechamiento de dichas aguas, su distribución y control, así como la preservación
de su cantidad y calidad para lograr su desarrollo integral sustentable.
De esta manera se pueden señalar entre otras las siguientes atribuciones de la CNA
mismas que están incluidas en la LAN:
• Ejercer las atribuciones que conforme a la presente Ley corresponden a la
autoridad en materia hidráulica dentro del ámbito de la competencia federal.
• Administrar y custodiar las aguas nacionales y los bienes nacionales y preservar,
controlar la calidad de las mismas, así como manejar las cuencas en los términos
de la LAN.
• Promover, expedir y certificar el cumplimiento de las normas de calidad de los
productos, equipos, maquinaria, materiales y servicios que se utilizan en la
infraestructura hidráulica.
Si bien la CNA es un organismo desconcentrado de la extinta SARH y ahora es laSEMARNAT, la LAN de manera específica, tiene atribuciones y responsabilidades,
que encuentran su congruencia con las acciones y políticas de la SEMARNAT.
La organización de la CNA permite ocuparse del carácter multi-sectorial del agua en
al ámbito central y en el regional a través de sus Gerencias Regionales mismas que
progresivamente se establecen conforme a cuencas hidrológicas.
2.2.- Hidrología de las aguas superficiales
Cuando se considera la cantidad o calidad del agua superficial es importante
comprender los procesos que crean las masas de agua superficial ( ríos, arroyos,
lagos y similares) el agua superficial se surte de tormentas de lluvia que generan las
aguas de escorrentía y del agua subterránea que vierte en ella. La lluvia puede
7
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 8/43
infiltrarse en el terreno , ser captada por la vegetación (capacidad inicial) u originar el
agua de escorrentía. Los caudales de escorrentía fluyen aguas abajo hasta
riachuelos, arroyos lagos y ríos y eventualmente hasta los océanos.
El caudal freático justifica el caudal de los arroyos, ríos, cuando no existe escorrentía
de lluvia. Una vez que la lluvia llega a los océanos puede volver a la atmósfera por
evaporación para volver a caer en forma de precipitación y el ciclo vuelve a
empezar; este sistema se llama ciclo hidrológico ver figura 1. Debido a la naturaleza
dinámica de los procesos que influyen en la cantidad y calidad, las variaciones
naturales tienen lugar sobre el caudal y las características de calidad,
respectivamente (Canter, 2000)
Las aguas superficiales difieren considerablemente de las aguas subterráneas,
principalmente debido a la solubilización de especies o al arrastre de materiales en
las aguas superficiales pero también porque las aguas superficiales permiten el
desarrollo de algas y de bacterias, según el grado de orgánicos disueltos en el agua.
Así, la calidad de las aguas superficiales puede variar , conforme un río baja hacia el
mar. En tiempos de alta actividad industrial, la calidad de las aguas de los ríos se
deteriora conforme avanza hacia el mar ( Kiely, 1999).
Figura 1.- Ciclo hidrológico (Linsley y Franzini, 1990)
8
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 9/43
2.3.- Parámetros de calidad de las aguas superficiales.
Las aguas superficiales comprenden el agua de lluvia, escorrentía, caudal freático
que aflora. Cada una de estas entradas y salidas puede contribuir con diferentes
compuestos en la calidad del agua superficial. Por ejemplo el agua de lluvia en
regiones con un alto grado de industrialización puede originar precitaciones ácidas
que se incorporan al agua superficial; la escorrentía puede arrastrar compuestos
orgánicos naturales, sedimentos, etc., y el caudal freático puede contener elevados
niveles de dureza procedentes del flujo del agua a través de la superficie o viceversa.
Las actividades humanas pueden aumentar la concentración de los compuestos
existentes en un agua superficial o pueden incorporar compuestos adicionales a la
misma. Por ejemplo, el vertido de agua residual (tratada o no ) que añade grandes
cantidades de carga orgánica al agua superficial, pueden dar como resultado una
mayor erosión y carga de sedimento en el agua superficial. Por lo tanto, es
importante reconocer la calidad natural (en origen) de las aguas superficiales y los
impactos producidos por las actividades humanas sobre esta calidad, (Kiely, 1999).
La contaminación del agua superficial puede definirse de muchas formas; sin
embargo, la mayoría de las definiciones contemplan las máximas concentraciones de
sustancias concretas durante periodos de tiempo suficientes para provocar efectos
identificables. La calidad de agua puede definirse en base a su caracterización física,
química y biológica. Los parámetros físicos incluyen color, olor, temperatura, sólidos,
turbidez y contenido en aceites y grasas. Cada parámetro físico puede
descomponerse en otras categorías,
En el análisis de sólidos, éstos pueden dividirse en sólidos en suspensión y sólidos
disueltos (según tamaño y sedimentabilidad) así como en fracciones orgánica (volátil)
e inorgánica (fija). Los parámetros químicos asociados con el contenido de materia
orgánica del agua incluyen la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), demanda
química de oxígeno (DQO), carbono orgánico total (COT) y demanda total de oxigeno
(DTO). Debe observarse que la DBO es una medida del contenido de materia
orgánica del agua; se determina midiendo el oxigeno necesario para estabilizar por
9
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 10/43
vía biológica la materia orgánica (el oxígeno equivalente a la materia orgánica
biodegradable presente). La curva de la DBO se muestra en la figura 2
Figura 2.- Curva de DBO
Los parámetros químicos inorgánicos incluyen la salinidad, dureza, pH y presencia
de sustancias como el hierro, manganeso, cloruros, sulfatos, sulfuros, metalespesados (mercurio, plomo, como, cobre, zinc), nitrógeno (orgánico, amoniaco, nitrito
y nitrato) y fósforo, (Eckenfelder, 1989).
Las propiedades biológicas incluyen parámetros bacteriológicos como presencia de
coliformes, coliformes fecales, patógenos específicos y virus. La tabla 1 da una
visión de las diferentes características de calidad del agua y sus fuentes, (Metcalf y
Eddy, 1996).
Al evaluar los impactos de la contaminación en las aguas superficiales, asociadoscon la construcción y funcionamiento de un futuro proyecto, deben considerarse dos
tipos principales de fuentes contaminantes: no puntuales y puntuales. Las fuentes no
puntuales también se denominan de “área” o “difusa”. Los contaminantes difusos se
refieren a aquellas sustancias que pueden introducirse en los cauces receptores
10
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 11/43
como consecuencia de zonas urbanas, zonas industriales o escorrentía rural, por
ejemplo, sedimentos, pesticidas o nitratos que llegan al agua superficial por
escorrentía agraria, es decir, todas aquellas fuentes que no tengan un punto
localizado de vertido. (Degremont, 1991).
Las fuentes puntuales están relacionadas con vertidos específicos municipales o
industriales, por ejemplo, compuestos orgánicos o metales que acceden al agua
superficial como consecuencia de los vertidos de aguas residuales de una industria.
En una masa de agua superficial, la contaminación difusa contribuye
significativamente a la carga contaminante total, particularmente en lo que se refiere
a los nutrientes y pesticidas. Algunas características generales de la contaminación
difusa son las siguientes (Novotny y Chesters, 1981):
1) Vertidos no puntuales que acceden a las aguas superficiales de forma difusa y
a intervalos intermitentes, relacionados en la mayoría los casos con fenómenos
meteorológicos
2) La contaminación se presenta sobre una extensa área de terreno y está en
tránsito terrestre antes de alcanzar las aguas superficiales.
3) Los vertidos difusos generalmente no pueden controlarse en el punto de origen,
y es difícil o imposible localizar su fuente exacta.
4) La eliminación o control de estos contaminantes debe dirigirse hacia lugares
específicos.
5) En general, los controles más eficaces y económicos son las técnicas de
gestión del terreno y la conservación de costumbres en zonas rurales y el
control arquitectónico o hidrológico en zonas urbanas.
Los efectos de la contaminación sobre la calidad de los cauces receptores sondiversos y dependen del tipo y concentración de contaminante (Nemerow y
Dasgupta, 1991).
Los compuestos orgánicos solubles, representados por residuos con alta DBO,
provocan el agotamiento del oxígeno en el agua superficial. Esto puede ocasionar la11
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 12/43
muerte de los peces y la aparición de organismos acuáticos y olores indeseables,
debido a las condiciones anaerobias. Incluso cantidades traza de ciertos compuestos
orgánicos pueden ocasionar sabores y olores indeseables, y otros compuestos
orgánicos pueden aumentar en cadena alimenticia acuática.
Los sólidos en suspensión disminuyen la transparencia del agua y dificultan los
procesos fotosintéticos; si los sólidos sedimentan y forman depósitos de fango, se
producen cambios en el ecosistema béntico.
El color, la turbidez, los aceites y los materiales flotantes son preocupantes por
su indeseable efecto antiestético y posible influencia en la transparencia del agua y
procesos fotosintéticos.
El exceso de nitrógeno y fósforo pueden producir el desarrollo masivo de algas,
asociado con problemas en el tratamiento del agua, resultantes de la descomposición
de las algas y de las interferencias con los sistemas de tratamiento. El exceso de
nutrientes (nitrógeno y fósforo) desencadena el proceso de eutrofización, que
comienza con un crecimiento desmesurado de algas (productores primarios), lo que
provoca un aumento de la turbidez del agua, (Degremont, 1991. )
Cuando las aguas están turbias se dificulta la fotosíntesis y, por tanto, se produce
una muerte masiva de esas algas, que dejan de producir oxígeno. En último término
las aguas entran en condiciones de anoxia, idóneas para microorganismos
anaerobios que degradan la materia orgánica liberando gases de olor desagradable
(metano, sulfhídrico) como productos de su metabolismo. (Fair 1988).
Los cloruros transmiten un sabor salado al agua, y en concentraciones suficientes,
pueden limitar el uso del agua.
Los ácidos, álcalis y sustancias tóxicas pueden provocar la muerte de los peces ycrear otros desequilibrios en los ecosistemas acuáticos.
Los vertidos térmicos también pueden causar desequilibrios, así como reducciones
en la capacidad de auto depuración del cauce. Los caudales estratificados de
vertidos térmicos reducen los modelos normales de mezcla en los cauces receptores
12
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 13/43
y embalses. En la Tabla 2 muestra un resumen de los contaminantes más
importantes de las aguas superficiales y sus impactos (Canter, 2000)
2.4.- Origen de las aguas residuales
Se define el agua residual como la combinación de los residuos líquidos, o aguas
portadoras de residuos, procedentes tanto de residencias como de instituciones
públicas y establecimientos industriales y comerciales, a los que pueden agregarse,
eventualmente, aguas subterráneas, superficiales y pluviales.
Si se permite la acumulación o estancamiento de agua residual, la descomposición
de la materia orgánica que contiene puede conducir a la generación de grandes
cantidades de gases malolientes. A este hecho cabe añadir la frecuente presencia en
el agua residual, de numerosos microorganismos patógenos, causantes de
enfermedades del aparato digestivo humano o que pueden estar presentes en ciertos
residuos industriales. También suele contener nutrientes, que pueden estimular el
crecimiento de plantas acuáticas, y puede incluir también compuestos tóxicos.
Agua residual doméstica o urbana (también llamada sanitaria): es el agua residual
procedente de residencias, instalaciones comerciales, públicas y similares.
Agua residual industrial: es el agua residual en la cual predominan residuosindustriales.
Infiltraciones y conexiones incontroladas: agua que penetra de forma no
controlada en la red de alcantarillado, precedente del subsuelo por distintos medios,
y agua pluvial que es descargada (Metcalf y Eddy, 1996).
2.5.- Características físicas:
2.5.1.- Temperatura
El agua residual urbana presenta una temperatura bastante uniforme a lo largo del
año. Aunque existen diferencias entre poblaciones, la temperatura suele ser de unos
15ºC durante el invierno y 20ºC durante el verano.
13
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 14/43
2.5.2.- Olor .
El agua residual urbana no debe presentar olores desagradables. Para ello es
necesario que llegue a la planta en condiciones no sépticas, es decir, que no se
hayan iniciado procesos de degradación.
2.5.3.- Color
El color de agua residual fresca es gris, con sólidos en suspensión o flotantes
fácilmente reconocibles. El agua puede llegar a estar séptica, la cual presenta
problemas de olores, y color negro y los sólidos no se distinguen.
2.5.4.- Sólidos
Uno de los objetivos fundamentales de las plantas de tratamiento es la eliminación de
los sólidos contenidos. Estos sólidos son de varios tipos: sólidos totales, sólidos
disueltos, sólidos en suspensión o filtrables, sólidos sedimentables, sólidos no
sedimentables.
2.5.5.- Conductividad
Esta medida indica la facilidad con la que la corriente eléctrica pasa a través del agua
residual. Puesto que el agua contaminada es muy mala conductora de la corriente
eléctrica, las conductividades elevadas indican la presencia de impurezas, y más
concretamente de sales disueltas (Canter, 2000).
2.6.- Características químicas:
2.6.1.- Materia Orgánica
El objetivo más importante del tratamiento de aguas residuales urbanas es la
eliminación de la materia orgánica. Cuando se vierte directamente al ambiente el
agua residual sin tratar la materia orgánica que ésta contiene es responsable de ladegradación que se aprecia en las corrientes de aguas receptoras. Esta materia
puede tener origen vegetal o animal, y normalmente se aporta al agua como
productos de desecho de la actividad humana.
14
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 15/43
Las medidas más extendidas de materia orgánica son la demanda bioquímica de
oxígeno y la demanda química de oxígeno.
• Demanda biológica de oxígeno (DBO5) representa la cantidad de oxígeno
necesaria para estabilizar biológicamente la materia orgánica contenida en una
muestra de agua incubada durante cinco días a 20ºC.
• Demanda química de oxígeno (DQO) con esta medida se estima al oxígeno
necesario para oxidar químicamente la materia orgánica contenida en el agua.
(Nalco,1992)
2.6.2.-Materia Inorgánica
Como se mencionó anteriormente el agua residual contiene materia orgánica, comotambién está compuesta con especies inorgánicas, las cuales tienen gran
repercusión en su tratabilidad por métodos biológicos (Canter, 2000).
2.7.- Características biológicas
El agua residual urbana contiene microorganismos de muchas clases; los tipos más
abundantes son bacterias, protozoos y virus.
2.7.1.- Bacterias
Las bacterias son microorganismos unicelulares que se multiplican por escisión
celular, es decir, dividiéndose en dos partes. Entre las bacterias presentes hay que
prestar mayor atención a las bacterias patógenas o causantes de enfermedades.
Dado que el tiempo y esfuerzo necesario para identificar cada una de las especies
bacterianas presentes en el agua residual es muy elevado, normalmente se
determinan otras especies patógenas, fáciles de identificar, y que dan una idea de la
importancia de la contaminación fecal. Las bacterias que suelen utilizarse con este fin
son los coliformes totales y fecales, y los estreptococos fecales, (Pelczar,1995).
La presencia de coliformes fecales indica que el agua presenta contaminación fecal y
por tanto, puede contener también bacterias patógenas. Por otra parte, el número de
15
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 16/43
estas bacterias y su reducción a lo largo del tratamiento indica la calidad general del
agua desde el punto de vista bacteriológico. (Canter, 2000)
2.7.2.- Protozoos
Los protozoos son microorganismos unicelulares, que se consideran la base del reino
animal. Pueden resultar útiles en el tratamiento de agua residual, ya que se
alimentan bacterias y contribuyen así a la purificación del efluente.
2.7.3.- Virus
Los virus son la forma de vida más simple que se conoce. Son parásitos obligados, lo
que quiere decir que dependen de otros seres vivos, a los que infectan y utilizan para
su reproducción (Carpenter 1998).
16
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 17/43
Tabla 1.- Características físicas, químicas y biológicas de calidad de agua y susfuentes
Características ProcedenciaPropiedades físicas:Color Aguas residuales domésticas e industriales, degradación
natural de materia orgánicaOlor Agua residual en descomposición, residuos industrialesSólidos Agua de suministro, aguas residuales domésticas e
industriales, erosión del suelo, infiltración y conexionescontroladas
Temperatura Aguas residuales domésticas e industrialesConstituyentes químicos: Orgánicos:
Carbohidratos Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesGrasas y aceites Aguas residuales domésticas , industriales y comerciales
Pesticidas Residuos agrícolasFenoles Vertidos industrialesProteínas Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesContaminantes prioritarios Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesAgentes tensoactivos Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesCompuestos orgánicos volátiles Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesOtros Degradación natural de materia orgánica
Inorgánicos:Alcalinidad Aguas residuales domésticas, aguas de suministro,
infiltración de agua subterráneaCloruros Aguas residuales domésticas, aguas de suministro,
infiltración de agua subterráneaMetales pesados Vertidos industriales
Nitrógeno Residuos agrícolas y aguas residuales domésticaspH Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesFósforo Aguas residuales domésticas, industriales y comerciales;
aguas de escorrentíaContaminantes prioritarios Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesAzufre Agua de suministro; aguas residuales domésticas,
comerciales e industrialesGases:
Sulfuro de hidrógeno Descomposición de residuos domésticosMetano Descomposición de residuos domésticosOxígeno Agua de suministro; infiltración de agua superficial
Constituyentes biológicos:Animales Cursos de agua y plantas de tratamiento
Plantas Cursos de agua y plantas de tratamientoProtistas:
Eubacterias Aguas residuales domésticas, infiltración de aguasuperficial, plantas de tratamiento
Arqueobacterias Aguas residuales domésticas, infiltración de aguasuperficial, plantas de tratamiento
Virus Aguas residuales comercialesFuente: Metcalf y Eddy, 1996.
17
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 18/43
Tabla 2.- Contaminantes importantes de las aguas superficiales y sus impactos
Contaminantes Razón de la importanciaSólidos en
suspensión
Los sólidos en suspensión pueden dar lugar al desarrollo de
depósitos de fango y de condiciones anaerobias cuando sevierte agua residual sin tratar el entorno acuático.Materia orgánicabiodegradable
Compuesta principalmente por proteínas, carbohidratos, grasasanimales, la materia orgánica biodegradable se mide, en lamayoría de las ocasiones, en función de la DBO (demandabioquímica de oxígeno) y de la DQO (demanda química deoxígeno). Si se descargan al entorno sin tratar su estabilizaciónbiológica puede llevar al agotamiento de los recursos naturalesde oxígeno y al desarrollo de condiciones sépticas.
Patógenos Pueden transmitir enfermedades contagiosas por medio de losorganismos patógenos presentes en el agua.
Nutrientes Tanto el nitrógeno como el fósforo, junto con el carbono, sonnutrientes esenciales para el crecimiento. Cuando se vierten alentorno acuático, estos nutrientes pueden favorecer elcrecimiento de una vida acuática no deseada. Cuando sevierten al terreno en cantidades excesivas, también puedenprovocar la contaminación del agua subterránea.
Contaminantesprioritarios
Son compuestos orgánicos o inorgánicos determinados enbase a su carcinogenicidad, mutagenicidad, teratogenicidad otoxicidad aguda conocida o sospechada. Muchos de estoscompuestos se hallan presentes en el agua residual.
Materia orgánica
refractaria
Esta materia orgánica tiende a resistir los métodos
convencionales de tratamiento. Ejemplos típicos son losagentes tensoactivos, los fenoles y los pesticidas agrícolas.Metales pesados Los metales pesados son, frecuentemente, añadidos al agua
residual en el curso de ciertas actividades comerciales eindustriales, y puede ser necesario eliminarlos si se pretendereutilizar el agua residual.
Sólidosinorgánicosdisueltos
Los constituyentes inorgánicos tales como el calcio, sodio y lossulfatos se añaden al agua de suministro como consecuenciadel uso del agua, es posible que se deban eliminar si se va areutilizar el agua residual.
Fuente: Metcalf y Eddy, 1996, pag.58
2.8.- Composición del agua residual urbana
La composición del agua residual indica el contenido de los distintos constituyentes
que se han tratado en el apartado anterior. Cuando más completos son los análisis
18
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 19/43
efectuados sobre una muestra de agua residual, es más fácil proyectar la planta de
tratamiento y anticipar posibles problemas derivados de la composición del agua
residual a tratar.
A continuación se presentan los resultados en la Tabla 3 que se consideran típicos
para el contenido en materia orgánica del agua residual urbana. Según cuál sea la
carga contaminante, se puede hablar de concentración muy fuerte, fuerte, media o
débil. La carga contaminante depende fundamentalmente de la cantidad de agua
utilizada por la población. En general, cuanto mayor es el consumo de agua por
habitante menor es la carga del agua residual.(Metcalf y Eddy1996)
Tabla 3.- Valores típicos del agua residual urbana
Componente (mg/l) Intervalo típicoSólidos totales 350-1,200Disueltos totales 250-850Inorgánicos 145-525Orgánicos 105-325Sólidos en suspensión 100-350Inorgánicos 20-75Orgánicos 80-275Nitrógeno total 20-85Orgánico 8-35
Amoniacal 12-50Nitratos 0-10Fósforo total 4-15Orgánico 1-5Ortofosfatos 3-10Conductividad (µS/cm) 1,000-2,000Oxígeno disuelto 1.0-3.0pH 6.0-9.0Temperatura (oC) 10-20Coliformes (colonias/100ml)
Totales 10
6
-10
7
Fecales 105-108
Estreptococos fecales(colonias/100 ml)
106-107
Fuente: Journal Ingeniería Ambiental
19
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 20/43
2.9.- Herramientas de legislación federal en Estados Unidos de América
La legislación de calidad de aguas superficiales se considera desde el punto de vista
del control de la contaminación y posibles usos del agua en la tabla 4, se muestran
ejemplos de las principales legislaciones de Estados Unidos sobre calidad de lasaguas superficiales centradas en el control de la contaminación.
Las enmiendas de la Ley Federal de Control de la Contaminación del agua de 1972
establecían objetivos y normas básicas sobre calidad del agua para Estados Unidos
de América. El objetivo fundamental de la Ley del Agua Limpia de 1987 (también
conocida como “Ley de Calidad del Agua de 1987) es establecer y mantener la
integridad física, química y biológica del agua de la nación; éste también era un
objetivo de las leyes anteriores (Dennison 1992).Las leyes federales han difundido los requisitos y programas estatales. Puede ser
necesario considerar diferentes estándares de calidad según los distintos usos del
agua. Por ejemplo, la Ley de Seguridad del Agua Potable de 1986, que incluye
enmiendas de la ley anterior de 1974, se centra en establecer los estándares
mínimos nacionales para el agua de bebida.
En la tabla 5 se muestran ejemplos de los niveles máximos de contaminantes,
incluyendo compuestos químicos inorgánicos, compuestos químicos orgánicos,
turbidez y radiactividad. Los estándares primarios protegen la salud pública, mientras
que los estándares secundarios protegen frente a los efectos no sanitarios.
Los tres componentes clave de la Ley del Agua Limpia de 1987 de importancia para
los estudios de impacto son los estándares de calidad de agua y planificación, las
licencias de vertido y las limitaciones de los efluentes. (Canter, 2000).
20
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 21/43
Tabla 4.- Ejemplos de legislación federal sobre calidad de las aguas superficiales
Ley Fecha Características seleccionadasLey de Ríos y Puertos 1899 Prohíbe el vertido de basura en los cursos de agua, sin
permiso del cuerpo de ingenieros de la Armada de Estados
Unidos de América, ya que podría interferir en lanavegación.Ley de Control de laContaminación delAgua
1948 Proporciona asistencia financiera limitada a los gobiernoslocales para construir depuradoras de aguas residualesmunicipales.
Ley federal de Controlde la Contaminacióndel Agua
1956 Aumenta la asistencia financiera federal para lasdepuradoras de aguas residuales.
Ley de Calidad delAgua
1965 Requiere a los estados a desarrollar estándares estatales decalidad de agua para las aguas interestatales y crea laAdministración Federal del Control de la Contaminación paraestablecer directivas amplias y aprobar los estándares de
calidad. Aumenta la asistencia financiera federal para lasdepuradoras de aguas residuales.
Enmiendas a LeyFederal de Control dela Contaminación delAgua
1972 Incrementa enormemente la asistencia financiera federalpara las depuradoras de aguas residuales. Establecetecnología uniforme basada en las limitaciones de losefluentes para los vertidos industriales y un sistema delicencias nacionales para todos los vertidos puntuales.Designa al cuerpo de Ingenieros de la Armada de EstadosUnidos de América, como la autoridad que otorga el permisoy concesión del vertido de materiales dragados o de rellenoa las aguas de Estados Unidos de América.
Ley de Agua Limpia 1977 Estimula a los estados para que acepten la delegación del
sistema de licencias nacionales y asuman la gestión delprograma de concesiones de la construcción. Añade elcontrol de contaminantes tóxicos principales al programafederal.
Enmiendas a la conce-sión de construccionesde depuradoras deaguas residualesmunicipales.
1981 Reduce la asistencia financiera para las depuradoras deaguas residuales municipales.
Ley del Agua Limpia oLey de Calidad delAgua
1987 Reduce las concesiones para la construcción dedepuradoras de aguas residuales municipales; proporcionaconcesiones de capitalización para los fondos de rotación
estatales. Exigen a la EPA (Agencia de ProtecciónAmbiental) que desarrolle reglamentaciones para el controlde la escorrentía del agua de tormenta Exige a los estadosque preparen programas de gestión de los vertidos difusos.
Fuente: Según “News Update” 1992.
21
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 22/43
Tabla 5 .- Niveles máximos de contaminantes en sistemas de aguas comunitarios
Categoría decontaminante
Contaminante Nivel máximo decontaminante
Estándares primariosQuímicos inorgánicos Arsénico
BarioCadmioCromoFluoruroPlomoMercurioNitrato (como N)SelenioPlata
0.05 mg/l10.0100.054.00.050.002100.010.05
Químicos orgánicos Hidrocarburos clorados- Endrín- Lindano- Metoxicloro- ToxafenoClorofenoxis- ácido2,4-D(2.4-diclorofenoxiacético- ácido 2,4,5TP(2,4,5-triclorofenoxipropiónico)Trihalometanos totales (la suma de lasconcentraciones de bromodiclorometano ,dibromoclorometano, (bromoformo) y triclorometano (cloroformo)
0.0002 mg/l
0.0040.10.005
0.10.0010.10
Turbidez Turbidez 1.0 UTJ u.de turb.Radioactividad Radio 226 y Radio 238 combinados
Actividad alta total (incluyendo Radio 226 pero
excluyendo radón y uranio)
5 pCi/l15 pCi/l
Bacteriológicos Coliformes totales 1/100mlEstándares secundarios
Varios AluminioCloruroColor CobreCorrosividadFluorurosAgentes espumantesHierroManganesoOlor
pHPlataSulfatoSólidos disueltos totalesZinc
0.05-0.2 mg/l250 mg/l15UC(u.de color)mg/lNo corrosiva2.0 mg/l0.5 mg/l0.3 mg/l0.05 mg/l3 Ton *
6.5-8.50.1 mg/l250 mg/l500 mg/l5 mg/l
*Umbral de olor Fuente: Environmental Protección Agency (EPA), 1991e y 1991f.
22
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 23/43
2.10.- Herramientas de legislación federal en Estados Unidos Mexicanos
La Secretaría de Medio Ambiente, Recursos Naturales, con fundamento en lo dispuesto
por los artículos 32 bis fracciones I, IV y V de la Ley Orgánica de la Administración
Pública Federal; 85, 86 fracciones I, III y VII, 92 fracciones II y IV y 119 de la Ley de
Aguas Nacionales; 5o. fracciones VIII y XV, 8o. fracciones II y VII, 36, 37, 117, 118
fracción II, 119 fracción I inciso a), 123, 171 y 173 de la Ley General del Equilibrio
Ecológico y la Protección al Ambiente; 38 fracción II, 40 fracción X, 41 45, 46 fracción II,
y 47 de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, he tenido a bien expedir la
Norma Oficial Mexicana NOM-001-ECOL-1999.
Objetivo y campo de aplicación: esta Norma Oficial Mexicana establece los límites
máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en
aguas y bienes nacionales, con el objeto de proteger su calidad y posibilitar sus
usos, y es de observancia obligatoria para los responsables de dichas descargas.
Esta Norma Oficial Mexicana no se aplica a las descargas de aguas provenientes de
drenajes separados de aguas pluviales
Al responsable de la descarga de aguas residuales que antes de la entrada en vigor de
esta Norma Oficial Mexicana se le hayan fijado condiciones particulares de descarga,
podrá optar por cumplir los límites máximos permisibles establecidos en esta Norma,
previo aviso a la Comisión Nacional del Agua.
1. Los responsables de las descargas de aguas residuales vertidas a aguas y bienes
nacionales deben cumplir con la presente Norma Oficial Mexicana de acuerdo con lo
siguiente:
a. Las descargas municipales tendrán como plazo límite las fechas de
cumplimiento establecidas en la Tabla 6. El cumplimiento es gradual y
progresivo, conforme a los rangos de población. El número de habitantes
corresponde al determinado en el XI Censo Nacional de Población y Vivienda,
correspondiente a 1990, publicado por el Instituto Nacional de Estadística,
Geografía e Informática.
23
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 24/43
b. Las descargas no municipales tendrán como plazo límite hasta las fechas de
cumplimiento establecidas en la Tabla 7. El cumplimiento es gradual y
progresivo, dependiendo de la mayor carga contaminante, expresada como
demanda bioquímica de oxígeno5 (DBO5) o sólidos suspendidos totales (SST),según las cargas del agua residual, manifestadas en la solicitud de permiso de
descarga, presentada a la Comisión Nacional del Agua.
T A B L A 6Descargas municipales
Fecha de cumplimiento a partir Rango de población1 de enero de 2000 mayor de 50,000 habitantes1 de enero de 2005 de 20,001 a 50,000 habitantes1 de enero de 2010 de 2,501 a 20,000 habitantes
Fuente.- NOM-001-ECOL-1999
T A B L A 7
Descargas no municipalesFecha de cumplimiento a
partir Carga contaminante
Demanda Bioquímica deOxígeno5
t/d (toneladas/día)
Sólidos SuspendidosTotales
t/d (toneladas/día)1 de enero de 2000 mayor de 3.0 mayor de 3.0
1 de enero de 2005 de 1.2 a 3.0 de 1.2 a 3.01 de enero de 2010 menor de 1.2 menor de 1.2 Fuente.- NOM-001-ECOL-1999
2. Las fechas de cumplimiento establecidas en las Tablas 6 y 7 de esta Norma Oficial
Mexicana podrán ser adelantadas por la Comisión Nacional del Agua para un
cuerpo receptor en específico, siempre y cuando exista el estudio correspondiente
que valide tal modificación.
3. Los responsables de las descargas de aguas residuales municipales y no
municipales, cuya concentración de contaminantes en cualquiera de los
parámetros básicos, metales pesados y cianuros, que rebasen los límites
máximos permisibles señalados por esta Norma Oficial Mexicana, multiplicados
por cinco, para cuerpos receptores tipo B (ríos, uso público urbano), quedan
24
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 25/43
obligados a presentar un programa de las acciones u obras a realizar para el
control de la calidad del agua de sus descargas a la Comisión Nacional del Agua,
en un plazo no mayor de 180 días naturales, a partir de la publicación de esta
Norma en el Diario Oficial de la Federación. Los demás responsables de lasdescargas de aguas residuales municipales y no municipales, que rebasen los
límites máximos permisibles de esta norma, quedan obligados a presentar un
programa de las acciones u obras a realizar para el control de la calidad de sus
descargas a la Comisión Nacional del Agua, en las fechas establecidas en las
Tablas 8 y 9. Lo anterior, sin perjuicio del pago de derechos a que se refiere la
Ley Federal de Derechos y a las multas y sanciones que establecen las leyes y
reglamentos en la materiaT A B L A 8
Descargas municipales
Rango de poblaciónFecha límite para presentar
programa de accionesmayor de 50,000 habitantes 30 de junio de 1997de 20,001 a 50,000 habitantes 31 de diciembre de 1998de 2,501 a 20,000 habitantes 31 de diciembre de 1999
Fuente.- NOM-001-ECOL-1999
T A B L A 9Carga contaminante de las descargas no municipalesDemanda Bioquímica de Oxígeno5 y/o
Sólidos Suspendidos Totalest/d (toneladas/día)
Fecha límite para presentar programa de acciones
mayor de 3.0 30 de junio de 1997de 1.2 a 3.0 31 de diciembre de 1998
menor de 1.2 31 de diciembre de 1999 Fuente.- NOM-001-ECOL-1999
4 El responsable de la descarga queda obligado a realizar el monitoreo de las
descargas de aguas residuales para determinar el promedio diario y mensual. Laperiodicidad de análisis y reportes se indican en la Tabla 10 para descargas de tipo
municipal y en la Tabla 11 para descargas no municipales. En situaciones que
justifiquen un mayor control, como protección de fuentes de abastecimiento de agua
para consumo humano, emergencias hidroecológicas o procesos productivos fuera
25
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 26/43
de control, la Comisión Nacional del Agua podrá modificar la periodicidad de análisis
y reportes. Los registros del monitoreo deberán mantenerse para su consulta por un
período de tres años posteriores a su realización
T A B L A 10Rango de población Frecuencia de
muestreo y análisisFrecuencia de
reportemayor de 50,000 habitantes MENSUAL TRIMESTRALde 20,001 a 50,000 habitantes TRIMESTRAL SEMESTRALde 2,501 a 20,000 habitantes SEMESTRAL ANUAL
Fuente.- NOM-001-ECOL-1999T A B L A 11
DemandaBioquímica de
Oxígeno 5t/d (toneladas/día)
SólidosSuspendidos
Totalest/d(toneladas/día)
Frecuencia deMuestreo y
Análisis
Frecuencia deReporte
mayor de 3.0 mayor de 3.0 MENSUAL TRIMESTRALde 1.2 a 3.0 de 1.2 a 3.0 TRIMESTRAL SEMESTRAL
menor de 1.2 menor de 1.2 SEMESTRAL ANUALFuente.- NOM-001-ECOL-1999
5 El responsable de la descarga estará exento de realizar el análisis de alguno o
varios de los parámetros que se señalan en la presente Norma Oficial Mexicana,
cuando demuestre que, por las características del proceso productivo o el uso que le
dé al agua, no genera o concentra los contaminantes a exentar, manifiesta ante la
Comisión Nacional del Agua, por escrito y bajo protesta de decir verdad. La
autoridad podrá verificar la veracidad de lo manifestado por el usuario. En caso de
falsedad el responsable quedará sujeto a lo dispuesto en los ordenamientos legales
aplicables.
6 En el caso de que el agua de abastecimiento registre alguna concentración
promedio mensual de los parámetros referidos en la presente Norma Oficial
Mexicana, la suma de esta concentración al límite máximo permisible promedio
mensual, es el valor que el responsable de la descarga está obligado a cumplir,
siempre y cuando lo notifique por escrito a la Comisión Nacional del Agua.
26
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 27/43
7 Cuando se presenten aguas pluviales en los sistemas de drenaje y alcantarillado
combinado, el responsable de la descarga tiene la obligación de operar su planta de
tratamiento y cumplir con los límites máximos permisibles de esta Norma Oficial
Mexicana, o en su caso con sus condiciones particulares de descarga, y podrá através de una obra de desvío derivar el caudal excedente. El responsable de la
descarga tiene la obligación de reportar a la Comisión Nacional del Agua el caudal
derivado.
8 El responsable de la descarga de aguas residuales que, como consecuencia de
implementar un programa de uso eficiente y/o reciclaje del agua en sus procesos
productivos, concentre los contaminantes en su descarga, y en consecuencia
rebase los límites máximos permisibles establecidos en la presente Norma, deberásolicitar ante la Comisión Nacional del Agua se analice su caso particular, a fin de
que ésta le fije condiciones particulares de descarga.( NOM-001-ECOL-1999)
2.11.- Planteamiento conceptual para estudiar los impactos ambientales sobre las
aguas residuales
Como base para estudiar los impactos ambientales sobre las aguas superficiales, se
propone un modelo de seis etapas para planificar y llevar a cabo los estudios de
impacto. Este modelo es flexible y el objetivo en este modelo serán los proyectos y sus
impactos en las aguas superficiales; sin embargo, el modelo puede aplicarse también a
planes, programas y acciones regulatorias.
Las cinco etapas genéricas son:
1. Identificación de los impactos sobre la cantidad o calidad de las aguas
superficiales, tipos y calidad de contaminantes que se introducen, cantidad de
agua vertida u otros factores que causan impactos.
2. Descripción del entorno medioambiental; características de calidad del agua
problemas de contaminación existentes o históricos; factores metereológicos
pertinentes (por ejemplo: precipitación, evaporación y temperatura); relaciones
con los recursos de agua subterránea de la zona; fuentes de contaminación
27
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 28/43
puntuales y difusas existentes, cargas contaminantes y vertidos de agua
existente.
3. Obtención de información sobre estándares de calidad de aguas, consecución de
leyes, reglamentaciones o criterios relevantes relacionados con la calidad del
agua y cualquier acuerdo importante (convenios) entre estados, u otras
entidades relacionadas con las aguas nacionales.
4. Se utilizarán sistemas de predicción de impactos, incluyendo el uso de balance
de masa en términos de cambios de cantidad de agua y/o carga contaminante,
modelos matemáticos para contaminantes pertinentes (conservativos, no
conservativos, bacterianos, nutrientes y térmicos).
5. Finalmente, se usará la información obtenida en la etapa tres para valorar el
significado de los impactos infecciosos y perjudiciales anticipados, la figura 2.3
describe la relación entre las etapas.,
Etapa 1Identificación de los impactos de:
cantidad/calidad de las aguas superficiales
Etapa 2Descripción del estado de los recursos de
agua superficial existente
Etapa 3Consecusión de los estándares de
cantidad/calidad de las aguas superficiales
Etapa 4 Predicción de impactos
Etapa 5 Valorar el significado de los impactosFigura 3.- Planteamiento conceptual para estudios centrados en los impactos
ambientales de las aguas superficiales, (Canter, 2000).
2.12.- Etapa 1: Identificación de los impactos de cantidad o calidad de las aguas
superficiales
28
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 29/43
El objetivo de esta etapa es identificar los impactos potenciales, exige la descripción de
la cantidad de agua superficial utilizada, los tipos y cantidades de contaminantes
potenciales de las aguas superficiales utilizados o generados durante el proyecto y/o
las actividades que alterarán la cantidad y calidad del agua de escorrentía
2.13.- Etapa 2: Descripción de las condiciones existentes en las aguas
superficiales.
Esta etapa comprende la descripción de las condiciones (antecedentes) existentes para
el (los) recurso(s) de las aguas superficiales potencialmente impactadas por el
proyecto. Las actividades oportunas incluyen la recopilación de información sobre
cantidad y calidad de agua, identificación de problemas de contaminación
extraordinarios, puntos principales de información climatológica, línea de ejecución,
control y resumen de la información sobre fuentes puntuales y difusas.
2.14.- Recopilación de información sobre cantidad y calidad del agua
Se debe recopilar información sobre la cantidad (variaciones de caudal) y calidad del
agua superficial en el río (tramo de interés) y en tramos relevantes aguas abajo, se
deber considerar la evolución histórica de la cantidad y características de calidad de las
aguas superficiales en el área de estudio.
Una forma de resumir la información básica sobre cantidad y calidad es utilizando los
índices medioambientales, el índice de calidad de agua o Water Quality Index (WQI),
se han utilizado las técnicas de análisis estadístico multivariado para unir los
parámetros de calidad de aguas a un índice de calidad que permite analizar los efectos
de los incrementos de explotaciones mineras, pastoreo y explotaciones forestales
(Mahmood y Mecer, 1982). Se han desarrollado cuatro WQI aptos para utilizar en
Nueva Zelanda; estos índices se refieren al uso general, uso recreativo, abastecimiento
de agua y desove de peces (salmónidos) (Smith, 1987)
Pueden emplearse los estándares de calidad de agua para interpretar los datos
recopilados. Puesto que estos estándares varían según los usos específicos asignados
29
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 30/43
a cauces o tramos de cauces concretos, es necesario evaluar la calidad de agua
existente en relación con distintos estándares.
Uno de los aspectos clave relacionados con el cauce es su frecuencia, que se utiliza
para el cálculo de acuerdo con los estándares de calidad de agua. En algunos casos
debe utilizarse el caudal mínimo semanal de dos años. La frase “caudal mínimo
semanal de dos años” indica que es el mínimo caudal que se produce durante un
periodo de siete días con una frecuencia de dos años.
2.15.- Indice ambiental del medio: Calidad del agua
Existen numerosos índices de calidad del agua que se han desarrollado en los últimos
años. A continuación se describirá el ejemplo de un índice conocido como “índice de
calidad del agua” (WQI) desarrollado por la Fundación de Sanidad Nacional (NSF:
National Sanitation Foundation) de los Estados Unidos. El WQI se desarrolló mediante
un Delphi, usando un panel de 142 investigadores de todo el país con experiencia en
diversos aspectos de la gestión de la calidad del agua, identificaron los parámetros de
mayor importancia:
Oxígeno disuelto (OD)
Coliformes fecales pH
Demanda Bioquímica de Oxígeno DBO
Nitratos (NO-3)
Fostatos (PO-³4),
Variación térmica,
Turbidez
Sólidos totales (ST).
Los pesos de importancia basados en las puntuaciones de cada variable se
muestran en la tabla 12.
30
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 31/43
Las curvas de las relaciones resultantes (“relaciones funcionales” o “curvas
funcionales”) de los niveles de WQI de 0 a 100 se representaron en las ordenadas
de cada gráfico, mientras que los distintos niveles (o intensidades) de cada
variable se dispusieron sobre la abscisa., se muestran en las siguientes figuras4 a 11. En cada figura la línea sólida representa la media aritmética de todas las
curvas de los encuestados, mientras que las líneas de puntos que bordean el
área sombreada representan el ochenta por ciento de los límites de seguridad.
2.15.1 .- Cálculo del índice de la calidad del agua WQI
Para calcular el índice WQI agregado, se puede utilizar o una suma lineal
ponderada de los subíndices (WQIa) o una función ponderada de agregación
producto (WQIm) estas agregaciones se representan matemáticamente; (Ott, 1978)
∑=
=n
i
WiIi NSFWQIa1
Ec. (1)
n
i
Wi
i I NSFWQ1
Im
=
= Ec. (2)
La tabla 12, muestra un ejemplo de cálculo usando ambas agregaciones, WQI a y WQIm
la interpretación del índice resultante puede desarrollarse a partir de los descriptorespropuestos en la tabla 13.
Los pasos a seguir para aplicar el WQI en un estudio de impacto son los
siguientes:
1. Reunir los datos medios y extremos de cada parámetro (publicados o mediante
seguimiento)
2. Usar las figuras 4 a 11 para determinar (Ii) en condiciones medias y extremas
3. Calcular WQIa y/o WQIm para condiciones medias y condiciones extremas, e
interpretar los resultados apropiadamente
Algunos comentarios generales sobre el WQI:
1. Se ha utilizado en Estados Unidos de América
31
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 32/43
2. Se usan métodos conceptualmente similares en otros países para calcular
índices de calidad de las aguas
3. El énfasis está en los indicadores de contaminantes “convencionales”, no en los
tóxicos.
Tabla 12.- Ejemplos de los cálculos para el índice de calidad del agua (WQI)Variable Medida Ii Wi Ii Wi Ii
Wi
DO 60 60 0.17 10.2 2.01Coliformes fecales 103 20 0.15 3.2 1.57pH 7 90 0.12 10.8 1.72DBO5 10 30 0.10 3.0 1.41NO3 10 50 0.10 5.0 1.48PO4 5 10 0.10 1.0 1.26
Desviación temperatura 5 40 0.10 4.0 1.45Turbidez 40NTU 44 0.08 3.5 1.35Sólidos totales ST 300 60 0.08 4.8 1.39
WQIa= 45.3 WQIm =38.8
Los valores de los subíndices son de las figuras 4 a 11, los pesos de importancia de variables son Wi
Tabla 13.- Descriptores y colores propuestos para el índice general WQIDescriptores Ámbito numérico Color Muy malo 0-25 RojoMalo 26-50 NaranjaMedio 51-70 Amarillo
Bueno 71-90 VerdeExcelente 91-100 Azul
Fuente: Ott, 1978.
32
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 33/43
Figura 4.- Función de subíndice para DO (demanda de oxígeno) en el índice generalde calidad del agua NSF WQI (para DO > 140%, I1=50) (Ott,1978)
Figura 5.- Función de subíndice para Coliformes fecales (número medio deorganismos por 100 ml en el índice general de calidad del agua NSF WQI (paracoliformes fecales > 105/100 ml, I2 = 2) (Ott, 1978)
33
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 34/43
Figura 6.- Función de subíndice para pH en el índice general de calidad del agua NSFWQI (Ott, 1978)
Figura 7.- Función de subíndice para DBO5 (demanda bioquímica de oxígeno) en elíndice general de calidad del agua NSF WQI (para DBO > 30 mg/l, (I4 = 2) (Ott,1978)
34
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 35/43
Figura 8.- Función de subíndice para nitratos en el índice general de calidad del aguaNSF WQI (para nitratos > 100 mg/l, I5=50) (Ott, 1978)
Figura 9.- Función de subíndice para fosfatos en el índice general de calidad del aguaNSF WQI (para fosfatos totales > 10 mg/l, I6=2) (Ott,1978)
35
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 36/43
Figura 10.- Función de subíndice para desviación de temperatura del equilibrio (DT) enel índice general de calidad del agua NSF WQI (para DT > 15°C, I7=5) (Ott,1978)
Figura 11.- Función de subíndice para turbidez ( Unidades de Turbidez Jackson) en elíndice general de calidad del agua NSF WQI (para turbidez > 100 JTU=5) (Ott, 1978)
36
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 37/43
Figura 12.- Función de subíndice para sólidos totales en el índice general de calidaddel agua NSF WQI (para sólidos totales > 500 mg/l, I8 = 20) (Ott, 1978)
2.16.- Identificación de problemas de contaminación extraordinarios
La identificación de cualquier problema de contaminación extraordinario que se ha
producido en la zona de estudio es un requisito previo si se tiene que describir de forma
adecuada el entorno medioambiental, para familiarizarse con la zona y establecer
credibilidad, y para localizar los parámetros medioambientales sensibles. Pueden
utilizarse muchas fuentes para obtener información sobre estos problemas de
contaminación. Las agencias de recursos de agua locales y estatales constituyen una
de ellas y los grupos de conservación otros. Los periódicos locales también pueden
proporcionar documentación histórica sobre los temas de contaminación (Canter,
2000).
2.17.- Situación actual del Municipio de Poza Rica, Veracruz, México.
El área ocupada por la Ciudad de Poza Rica es de 230.31 Km2, siendo una zona
contaminada por la presencia de la industria petrolera que ha afectado tanto a los
suelos como a los recursos hidráulicos y al aire de tal manera que se ha provocado la
inutilización, el envenenamiento y el deterioro parcial o total de los ecosistemas, tanto
terrestres como acuáticos.37
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 38/43
De acuerdo con el Plan Ecológico del Estado de Veracruz 1994, la Ciudad de Poza
Rica se encuentra en un estado crítico en cuanto a la problemática ambiental solo
comparable con la ciudad de Coatzacoalcos y la de Minatitlán.
En la publicación referida se menciona que Poza Rica presenta niveles críticos y muy
altos de degradación debido a la contaminación del agua, aire y suelo. Problemas de
aguas negras en cuanto a su tratamiento, ya que no existe ninguna planta de este
tipo, los problemas de inundabilidad debido por una parte a la falta de drenajes
pluviales y a la insuficiencia de los drenajes sanitarios que se les da uso de drenaje
combinados.
Las aguas residuales de la Ciudad de Poza Rica, vertidas a los Arroyos del
Huéleque, Salsipuedes, Cocinero, Mollejón y del Maíz, es uno de los problemas más
importantes que se presenta para el desequilibrio ecológico de esta ciudad; sin
embargo este problema se incrementa cuando estas aguas contaminadas y
transportadas por los arroyos antes mencionados son vertidas directamente al Río
Cazones sin recibir un tratamiento previo, ocasionando con ello una severa
contaminación a dicho río y que hasta ahora ha ocasionado un daño tal que en el
tramo Poza Rica-Barra de Cazones es considerado un río muerto( PE del estado de
Veracruz 1994)
En la Ciudad de Poza Rica se localizan asentamientos irregulares en los márgenes
del Río Cazones y de los arroyos, se producen desperdicios los cuales son arrojados
a cielo abierto y generan severos problemas sanitarios.
La disponibilidad de agua en el estado de Veracruz, es una gran oportunidad para el
desarrollo sustentable del estado. Se debe evitar la contaminación de este importante
recurso.
Tomando en cuenta el Plan Veracruzano de Desarrollo 1999-2004 se plantea:
Revertir el deterioro ambiental y revalorar significativamente el medio ambiente y la
ecología Veracruzana con énfasis en zonas ya contaminadas y de alto riesgo, en
ámbitos de población indígena y en general en zonas de pobreza y marginación . Los
38
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 39/43
aspectos generales del medio natural y socioeconómico del municipio de Poza Rica,
Veracruz, México, se presentan en el Anexo C.
2.1.8.- Conservación de los recursos hídricos.
Los arroyos que cruzan la Ciudad de Poza Rica, están convertidos en canales de
aguas negras y aguas con residuos producto de la industria petrolera, generalmente
están azolvados por enormes cantidades de basura que van acumulando los vecinos
a través de su curso y que en época de lluvias son arrastradas y vertidas al Río
Cazones, ocasionando con ello mayor contaminación, en la tabla 14, se muestran
las características de ellos. La Contaminación por materia orgánica y
microorganismos se presentan en el anexo D.
Tabla 14.- CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFÍCASCuenca río y/o arroyo Longitud cauce
principal (m)Área cuenca de
drenaje(Km2)
Pendiente mediacauceprincipal(m)
Cazones hasta la descarga 205 232.00 2 896.00 0.00389Cazones hasta Poza Rica 140 618.00 1 740.00 0.00747Salsipuedes 3 698.88 3.44 0.00131Hueleque 11 448.50 28.63 0.00344Del maíz 4 873.73 10.55 0.00521Mollejón 6 960.00 13.36 0.00441
Sin nombre 1 443.24 1.31 0.01197Fuente.- Plan de desarrollo urbano de Poza Rica, Ver. 1994
39
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 40/43
III. OBJETIVOS.
Objetivo general
Determinar la afectación, alteración y modificación de las aguas residuales por
fuentes puntuales en el Río Cazones, Veracruz, México, localizado en el tramo entre
96.5 Km a 32 Km de la barra de Cazones, y su relación con los riesgos a la salud de
las comunidades aledañas.
Objetivos particulares
1) Identificar los impactos de cantidad/calidad de las aguas del Rio Cazones
aguas arriba (preimpacto) y aguas abajo (postimpacto)
2) Localizar los afluentes y descargas al río
3) Localizar los puntos o estaciones de muestreo
4) Seleccionar los métodos para analizar la calidad del agua
5) Caracterizar las aguas muestreadas del Río Cazones
6) Comparar los resultados con los parámetros que marca la normatividad
7) Analizar el comportamiento del río a lo largo de los puntos de muestreo
8) Analizar los posibles efectos a la salud por estas descargas
40
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 41/43
IV.- METODOLOGÍA
4.1.-Diseño del método de trabajo
Después de contar con la información correspondiente sobre los aspectos
generales del medio natural y socioeconómico del municipio de Poza Rica,
Veracruz México ver anexo C; calidad de aguas: legislación internacional y
nacional, normas, métodos de análisis, se procede a plantear el desarrollo del
muestreo, éste consiste en conocer el cauce del Río en este caso el Río
Cazones, a su paso por el noroeste de la ciudad de Poza Rica Veracruz,
México. Cuales son las afluentes cercanas que desembocan al Río Cazones y
en que puntos se encuentra el mayor flujo de fuentes puntuales a este río;
posteriormente se fijan los puntos de muestreo desde el preimpacto hasta la
zona de posimpacto, ver figura 12
En una segunda etapa se procede al muestreo del agua en las estaciones
seleccionadas del Río Cazones, tomando la muestra en cada estación de
muestreo, procediendo a la determinación de las variables principales:
temperatura, pH, conductividad, coliformes fecales, coliformes totales, oxígeno
disuelto (OD), nitratos, fosfatos, demanda química de oxígeno (DQO), sólidos
suspendidos totales (SST), cloruros, y demanda bioquímica de oxígeno (DBO),
mediante el análisis fisicoquímico y biológico de las muestras en tres
repeticiones, tomando como referencia las técnicas que señalan las normas
oficiales mexicanas NMX-AA- SCFI para análisis de aguas ver anexo A.
Los resultados obtenidos en los puntos de muestreo seleccionados, en el Río
Cazones, ver figura 12, éstos se concentran en las tablas, las que se muestran
en el Anexo B.
Así mismo, los resultados se utilizan para hacer el Análisis Multivariado
(Ojeda,1998) utilizando el Sofware Statistica para análisis estadístico; con los
valores obtenidos se construyó la tabla X ver Anexo B, donde se concentraron
por variables antes descritas, de cada una de las muestras de agua de los
41
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 42/43
diferentes puntos de muestreo seleccionados, se procedió al análisis
comparativo por variable, el que se calcula con los valores obtenidos, se
agrupan por variable y por estaciones de muestreo, obteniendo la tabla
correspondiente así como los gráficos de caja y los histogramas respectivos ver tablas y figuras
Por último utilizando las estadísticas descriptivas multivariadas se obtuvo:
La matriz de varianzas y covarianzas junto con el vector de medias, permite
construir una tabla comparativa de las distribuciones de cada variable; la matriz
de correlaciones permite hacer una primera interpretación de la forma y la
intensidad de la relación lineal entre pares de variables, se puede complementar
con un análisis gráfico utilizando el diagrama de escalera, el cual presenta
diagramas de dispersión por pares de variables, ver tablas y figuraS.
El análisis de componentes principales se aplica cuando algunas variables están
en una escala amplia y otras en una escala reducida, darán mayor importancia a
las variables que tiene mayor varianza, se complementa con un gráfico de los
valores característicos que permite observar la contribución relativa de los
sucesivos componentes principales también permite explorar patrones de
agrupación en un conjunto de objetos, obteniendo un correlograma de los dos
primeros componentes y caracterizando los componentes menores en cada
área de la gráfica, ver tablas y figuras.
El análisis Cluster es un método de agrupación jerárquica y medidas de
distancia en el sentido que cumplen las propiedades de una métrica, una vez
realizado el proceso de agrupación se resume la información en un gráfico
llamado diagrama de árbol o dendograma, usando ligamiento simple (vecino
más cercano) y distancia euclidiana o ligamiento completo (vecino más lejano) y
distancia euclidiana, (Seber,1990), ver figuras y tablas
El índice de calidad del agua WQI se calcula con los resultados obtenidos por
cada variable concentrados en las tablas I a IX del anexo B, con dichos
42
5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/contaminacion-agua-55a231a0224d7 43/43
resultados se procedió a calcular el índice de calidad del agua WQI, utilizando
los datos de Wi por cada variable de la tabla 12, se obtienen los valores de la
función subíndice ( Ii ) para cada variable usando las figuras 4 a 11,
posteriormente con los resultados de la función subíndice para cada variable (I i)se calcula el índice de calidad del agua WQIa utilizando la ecuación 1, y WQIm
utilizando la ecuación 2 y por último la interpretación del índice resultante puede
desarrollarse a partir de los descriptores y colores para el WQI que propone la
tabla 13; los valores calculados se concentraron en las tablas 38 a 46.
.
43