Session2-1 Otros constituyentes de la Calidad del Agua

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Presentación de la segunda sesión del Seminario Calidad de Agua en Rios, dictado por PhD Timothy D. Steel.

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Session2-1 Otros constituyentes de la Calidad del Agua

  1. 1. Calidad del Agua Perspectiva GlobalSession 2-1 – Otros constituyentes de la Calidad del Agua. Ejemplos Gidahatari – gestión sostenible del agua Fiesta Hotel and Casino, Lima, Peru Domingo, 4 Noviembre 2012 (0900-1030 hours)
  2. 2. Resumen de las lecturas Previas• Desarrollo y evaluación de los objetivos del monitoreo• Demostración de los Principios de Diseño de Red: - Selección del sitio - Programación / frecuencia - Hidrología / calidad del agua las variables - Indicadores; QA / QC; programas de ajuste estructural, base de datos mgmt.• Últimas necesidades - convertir los datos en información• En esta sesión – se discutirá algunos aspectos relevantes de lo anterior y luego otras categorías de calidad de agua.
  3. 3. Informes: Elimportante producto final de cualquier programade control!
  4. 4. Muestreo de campo - Protocolos de muestreo y análisis del Programa
  5. 5. Muestreo y Consideraciones de Análisis• Procedimientos de muestreo en campo• Ejemplo de Manejo y Envío• Tipos de botellas de muestreo, preservación y Temperatura• Precisión / Detección de Límites de Análisis• Cadena de Custodia y QA / QC Procedimientos
  6. 6. Muestreadores automáticos
  7. 7. Muestreo de Evento de tormenta - Rocky Flats, Colorado:
  8. 8. Muestreador Móvil integrado de sedimentos queincluye puertos de admisión escalonados paraInvestigaciones de precisión (MISSISSIPPI)
  9. 9. Especificaciones Técnicas deSupervisión y Construcción de pozos
  10. 10. Muestran los datos gráficos• Interrelaciones de Variables .• Detección de los valores extremos y tendencias temporales.• Correlación y análisis de regresión.• Linealidades, componentes de flujo.• Transformación de datos.
  11. 11. Ejemplos de Datos mostrados• X, Y análisis de regresión lineal• Diagramas de Stiff y Piper• Metales traza - especiación• Orgánicos - tabular sólo concentraciones detectables• Curvas de Control - Standley Lake
  12. 12. Sedimentosemparejados de datosrelacionados (X, Y o aritmética) Correlaciones y regresioneslineales - región de Eifel, Alemania
  13. 13. Seriescronológicas de Cambios en el pH, SC, y Datos de Metales Traza Región Eifel, Alemania
  14. 14. Alemania[Muestra elbeneficio de formagráficavisualizandoseries de tiempo]Regresioneslineales de valoresextremos
  15. 15. Preguntas: ¿Cuántos valores de datos son necesarios para definir una regresión?¿Cuánto tiempo senecesita uno para recoger datos?
  16. 16. No todos los pares X, Y- tienen relaciones lineales![Ejemplo Eifel] ¿Hay una manera de"arreglar" eso?
  17. 17. La transformaciónlogarítmica trabaja a menudo para concentraciones frente a lascorriente de flujos-Ejemplo de la Región Eifel
  18. 18. Metales trazas Disuelto vs. totales – un ejemplo:
  19. 19. Temperatura del Agua• Importancia – Indicador de los impactos antropogénicos – Preservar la vida acuática y el hábitat• Configuración física – Arroyos (recordar ejemplo anterior, la cuenca del río Yampa, Sesión 1-3b) – Los manantiales y acuíferos – Embalses (lagos y embalses)• Impactos e información necesaria – Vida acuática – Vertidos de las centrales eléctricas, industrias y EDAR,
  20. 20. Estacionalidad en los datos - Temperatura del agua - West Fork Clear Creek, Colorado
  21. 21. Ploteo Linear vs. Cuadro de Barras, West Fork Clear Creek, Colorado West Fork Clear Creek below Berthoud (CC-15) Water Temperature (deg C), 1994-2010 16 14 y = -0.0052x + 4.6882 R2 = 0.002 12 10Temperature, degrees C 8 6 4 2 0 2/7/1994 2/6/1995 2/5/1996 2/24/1997 2/9/1998 2/8/1999 2/7/2000 2/5/2001 2/4/2002 2/3/2003 2/2/2004 5/26/2005 5/28/2009 -2 Survey Date
  22. 22. Temperature, degrees C 2/ 7/ 1 -1 3 7 11 15 19 99 4 2/ 6/ 1 99 5 2/ 5/ 1 99 6 2/ 24 / 19 97 2/ 9/ 1 99 8 2/ 8/ 1 99 9 2/ 7/ 2 00 0 2/ 5/ 2 00 1 2/ 4/ 2 00 2 2/ 3/ 2 00Surve y Date 3 2/ 2/ 2 00 4 2/ 7/ 2 00 5 2/ 6/ 2 00 6 2/ Clear Creek near Golden (CC-60), Water Temperature, 1994-2010 5/ 2 00 7 2/ 11 / 20 08 2/ 2/ 2 00 9 5/ 27 / 20 10 de Golden. Temperatura del agua Cauce principal Clear Creek cerca
  23. 23. Temp, o C 1/ 4/ 19 12.0 15.0 18.0 21.0 24.0 27.0 0.0 3.0 6.0 9.0 79 DO, mg/L 11 /2 4/ 1/ 19 4/ 80 19 10.0 12.0 14.0 4.0 6.0 8.0 79 9/ 11 27 /2 /1 4/ 98 19 2 80 7/ 27 9/ /1 27 98 /1 98 4 2 5/ 30 7/ /1 27 98 /1 6 98 4 4/ 7/ 5/ 19 30 88 /1 98 6 2/ 1/ 4/ 19 7/ 90 19 88 12 /1 9/ 2/ 19 1/ 91 R2 = 0.0053 19 90 10 /1 y = 0.0019x + 11.364 12 8/ 19 /1 93 9/ 19 91 8/ 21 Date 10 /1 /1 99 8/ 5 19 93 6/ 30 /1 8/ 99 21 7Date /1 99 5 5/ 4/ 6/ 19 30 99 /1 99 7 3/ 6/ 20 5/ 01 4/ 19 99 1/ 7/ 20 3/ 03 6/ 20 11 01 /2 3/ 20 1/ 04 7/ 20 Figure D-9a -- Weser-Hemelingen, Temperature Time Series, 1979-2008 03 9/ 26 R2 = 0.0212 /2 11 00 /2 6 y = 0.0012x + 8.8205 3/ 21 20 04 .0 7. 20 9/ 08 26 /2 00 Figure D-10a -- Weser-Hemelingen, Dissolved-Oxygen Time Series, 1979-2008 6 21 .0 7. 20 08 Cuenca del río Weser, Alemania
  24. 24. Temp, o C 1/ 10 /2 12.0 15.0 18.0 21.0 24.0 27.0 0.0 3.0 6.0 9.0 00 5/ 1 29 DO, mg/L /2 00 10 1 1/ /1 10 6/ /2 20 10.0 12.0 14.0 4.0 6.0 8.0 00 01 5/ 1 2/ 29 19 /2 /2 00 00 10 1 2 /1 7/ 6/ 9/ 20 20 01 02 2/ 11 19 /2 /2 6/ 20 00 2 02 7/ 4/ 9/ 1/ 20 20 11 02 03 /2 8/ R2 = 0.0035 6/ 19 20 /2 02 00 y = 0.0059x + 11.846 4/ 3 1/ 20 03 8/ 19 5/ /2 11 00 /2 3 00 9/ 4 28 /2 00 5/ 11 4 /2 2/ 00 1/ 4 20 9/ 05 28 6/ /2 Period) Date 21 00 /2 4 00 2/ 1/ 11 5 20 /8 05 /2 6/ 00 5Date 21 3/ /2 14 00 /2 11 5 00 /8 6 /2 8/ 00 1/ 3/ 5 20 14 12 06 /2 /1 00 9/ 6 20 8/ 06 1/ 4/ 20 24 12 06 /2 /1 00 9/ 7 20 9/ 06 5/ 4/ 20 24 07 /2 07 00 .0 7 1. 20 9/ 08 5/ 26 20 .0 Figure D-9b -- Weser-Hemelingen, Temperature Time Series, 2001-2008 (Recent 07 07 5. .0 20 1. 13 08 20 08 .1 26 0. .0 20 Figure D-10b -- Weser-Hemelingen, Dissolved-Oxygen Time Series, 2001-2008 (Recent Period) 5. 08 20 13 08 .1 0. 20 oxígeno disuelto, los últimos años 08 Río Weser temperaturas y concentraciones de
  25. 25. Efectos de los embalses en la temperatura del agua, cuenca del río Colorado. Notar loscambios en la amplitud,la media (promedio) de temperatura, y tal vez coeficiente de fase. La estacionalidad a menudo puede ser caracterizada por elanálisis armónico de lastemperaturas del agua.
  26. 26. Concentraciones de oxígeno disuelto,estacionalidad y Tiempo de tendencia, Cuenca del río Weser, Alemania
  27. 27. pH, un indicador de los impactos Minerales• Corrientes estándares – Vida acuática – Uso industrial y – Agua potable• Preocupaciones del drenaje de Mina• Acciones de remediación de minas
  28. 28. pH, Std. Units 6.9 7.1 7.3 7.5 7.7 7.9 8.1 8.3 8.5 8.7 8.9 2/7/1994 2/7/1995 2/7/1996 2/7/1997 2/7/1998 2/7/1999 2/7/2000 2/7/2001 2/7/2002 6.92 2/7/2003Sampling-Survey Date 2/7/2004 2/7/2005 Clear Creek near Golden (CC-60), pHs (1994-2009) 2/7/2006 Creek, Colorado 2/7/2007 2/7/2008 2/7/2009 2/7/2010 pH en Series de tiempo, Clear
  29. 29. pH al Norte Fork Clear Creek North Fork Clear Creek above Black Hawk (CC-45), pHs (1994-2010) 8.0 7.5 7.0pHs, Std. Units 6.5 y = 0.0001x + 2.5342 R2 = 0.094 6.0 5.5 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 19 19 19 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ 2/ Sam pling Survey Date
  30. 30. pH, S.U. 1/ 4/ 19 7.2 7.6 8.0 8.4 8.8 9.2 79 11 /24 /1 98 0 9/ 27 /1 98 2 7/ 27 /1 98 4 5/ 30 /1 98 6 2 4/ 7/ 19 88 R = 0.11 2/ 1/ 19 90 y = 0.0004x + 7.5943 12 /19 /1 99 1 10 /18 /1 99 3 8/Date 21 /1 99 5 6/ 30 /1 99 7 5/ 4/ 19 99 3/ 6/ 20 01 1/ 7/ 20 03 11 Figure D-11a -- Weser-Hemelingen, pH Time Series, 1979-2008 /23 /2 00 4 9/ 26 /2 pH – Rio Weser, Alemania 00 6 21 .07 .2 00 8
  31. 31. pH, S.U. 1/ 1/ 19 7 6.4 6.8 7.2 7.6 8.0 8.4 8.8 9.2 1/ 1/ 9 19 1/ 80 1/ 1 1/ 981 1/ 1 1/ 982 1/ 1 1/ 983 1/ 1 1/ 984 1/ 1 1/ 985 1/ 1 1/ 986 1/ 1 1/ 987 1/ 1 1/ 988 1/ 1 1/ 989 1/ 1 1/ 990 1/ 1 1/ 991 1/ 1 1/ 992 1/ 1 1/ 993 1/ 1 1/ 994 1/ 1Date 1/ 995 1/ 1 1/ 996 1/ 1 1/ 997 6.4 1/ 1 1/ 998 1/ 1 1/ 999 1/ 2 1/ 000 1/ 2 1/ 001 1/ 2 1/ 002 1/ 2 (1 valor anómalo) pH - Río Weser 1/ 003 Figure B-11a -- Weser-Hemeln, pH Time Series, 1979-2004 1/ 2 R² = 0,17 1/ 004 1/ 2 1/ 005 y = 0,0008x + 7,6343 1/ 2 1/ 006 1/ 2 1/ 007 1/ 20 08
  32. 32. Gestión de Residuos yeliminación de Residuos tecnológicos
  33. 33. Cuenca alta del Mississippi, Minnesota (EE.UU.)Evaluación de la Calidad del agua
  34. 34. Coliformes (1927-1972), Río Mississippí aguas arriba/aguas abajo de una EDAR principal
  35. 35. Química de los sedimentos• Revisión de la justificación• Columna de agua TMs vs. Sedimentos• Casos de Estudio: o Rio Rhine, Alemania o Mina propuesta en el Monte Emmons, Colorado o Proyecto Parachute Creek Oil-Shale, Colorado o Área Metropolitana de Denver, South Platte River o Río Weser, Alemania
  36. 36. Tendencias a largo plazo a plazo - TMSen los sedimentos, Río Rin (1900-1980) Fuente: The World Resources Institute (1990, p. 163)
  37. 37. Química ensedimentosy Sitios de Estudio
  38. 38. Componentes de metalesTraza por Área de Estudio
  39. 39. Monte Emmons (Cuerpo demolibdeno de mineral), Colorado
  40. 40. Arsénico en los sedimentos – Proyecto Mt. Emmons
  41. 41. Zinc en Sedimentos – Proyecto Monte Emmons, Colorado
  42. 42. Cobre en Sedimentos – Proyecto Monte Emmons, Colorado
  43. 43. South Platte River - Denver Metro Area, Perfiles de sedimento del fondo – Sitios de Muestreo
  44. 44. Plomo en los sedimentos - South Platte River
  45. 45. Cadmio en Sedimentos – South Platte River
  46. 46. ProyectoParachute Creek Oil-Shale,Western Colorado
  47. 47. Arsénico en lossedimentos – East Fork/MainstemParachute Creek
  48. 48. Cr, mg/kg 1/ 10 /2 15 30 45 60 75 0 00 5/ 1 29 /2 00 10 /16 1 /2 00 2/ 1 19 /2 00 7/ 2 9/2 00 11 /26 2 /2 00 2 4/ 1/2 00 8/ 3 19 /2 00 3 5/ 11 /2 00 9/ 4 28 /2 00 4 2/ 1/2 00 6/ 5 21Date /2 00 11 5 /8/ 20 3/ 05 R² = 0,02 14 /2 00 6 y = -0,03x + 57,139 8/ 1/2 00 12 /19 6 /2 00 4/ 6 24 /2 00 9/ 7 5/2 00 de Sedimento de fondo (Cr) 07 .01 7 .2 00 8 Figure D-12b -- Weser-Hemelingen, Chromium in Sediments, Time Series, 2001-2008 26 .05 .2 00 13 8 .10 .2 00 8 Cuenca del Weser, Alemania Metales traza
  49. 49. Zn,mug/kg 1/ 10 /2 0 200 400 600 800 1000 1200 00 5/ 1 29 /2 00 10 /16 1 /2 00 2/ 1 19 /2 00 7/ 2 9/2 00 11 /26 2 /2 00 2 4/ 1/2 00 8/ 3 19 /2 00 3 5/ 11 /2 00 9/ 4 28 /2 00 2/ 4 1/2 00 6/ 5 21Date /2 00 11 5 /8/ 20 3/ 05 14 /2 00 8/ 6 1/2 00 12 /19 6 /2 Sedimento de fondo (Zn) 00 4/ 6 24 R² = 0,003 /2 00 7 9/ y = -0,1523x + 766,36 5/2 00 07 .01 7 .2 00 26 .05 8 .2 00 13 8 Figure D-13b -- Weser-Hemelingen, Zinc in Sediments, Time Series, 2001-2008 Cuenca del Weser, Alemania Metales traza de .10 .2 00 8
  50. 50. Farmacéuticos / Productos de cuidado personal (FPCP) - Preocupación Emergente• Productos químicos persistentes en el ambiente de principios activos en fármacos terapéuticos• Las categorías incluyen analgésicos, antibióticos, antidepresivos y agentes quimioterapéuticos, además de humanos hormonas reproductivas
  51. 51. FPCPs -- continuación• La evidencia reciente de potencial efecto sobre los receptores ecológicos – Interfiere en los procesos endocrinos – Retraso en el desarrollo de los peces – Retraso en la metamorfosis de las ranas• En 1999, la USEPA encargó estudios
  52. 52. FPCPs -- Conclución• Se ha demostrado que el estrógeno interfiere con la reproducción y el desarrollo en los reptiles.• Compuestos similares a las hormonas (jabones y plásticos) se traducen en impactos similares.• Creación de bacterias resistentes a antibióticos
  53. 53. Tratamiento de FPCP – 2 enfoques• Para la fase acuosa, la oxidación química avanzada y la adsorción de carbono son más prometedoras.• Procesos físico-químicos convencionales (coagulación-floculación y flotación por aire disuelto (DAF)) son utilizados para la eliminación de FPCP contaminados con sólidos suspendidos
  54. 54. FPCPs –(Conclusiones) Fuente: Government Engineering (March-April 2005, pp. 29-31)• FPCP no están actualmente regulados• Sin embargo, la necesidad de desarrollo de la ciencia con respecto a los orígenes del medio ambiente, persistencia y efectos – es similar a otros recientes problemas de control de la contaminación del agua.• Reunir hechos concretos para el desarrollo de respuestas al tratamiento• Muchas investigaciones se ha hecho en Europa (Países Bajos)

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