EL AGUAEl agua es el compuesto ms abundante en la naturaleza, es el disolvente de muchas sustancias y por ello se llama disolvente universal. El agua es importante porque siendo el componente mas abundante del protoplasma se le considera indispensable en toda forma de vida. La molcula del agua est constituida por dos tomos de hidrgeno y uno de oxgeno, estn unidos mediante enlace covalente.

EL CICLO DEL AGUALa circulacin y conservacin de agua en la Tierra se llama ciclo hidrolgico, o ciclo del agua.El agua existe en la Tierra en tres estados: slido (hielo, nieve), lquido y gas (vapor de agua). Ocanos, ros, nubes y lluvia estn en constante cambio: el agua de la superficie se evapora, el agua de las nubes precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc. Sin embargo, la cantidad total de agua en el planeta no cambia.

El ciclo hidrolgico comienza con la evaporacin del agua desde la superficie del ocano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfra y el vapor se transforma en agua: es la condensacin. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la precipitacin. Si en la atmsfera hace mucho fro, el agua cae como nieve o granizo. Si es ms clida, caern gotas de lluvia.Una parte del agua que llega a la tierra ser aprovechada por los seres vivos; otra escurrir por el terreno hasta llegar a un ro, un lago o el ocano. A este fenmeno se le conoce como escorrenta. Otro poco del agua se filtrar a travs del suelo, formando capas de agua subterrnea. Este proceso es la percolacin. Ms tarde o ms temprano, toda esta agua volver nuevamente a la atmsfera, debido principalmente a la evaporacin.Al evaporarse, el agua deja atrs todos los elementos que la contaminan o la hacen no apta para beber (sales minerales, qumicos, desechos). Por eso el ciclo del agua nos entrega un elemento puro. Pero hay otro proceso que tambin purifica el agua, y es parte del ciclo: la transpiracin de las plantas. Las races de las plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia arriba a travs de los tallos o troncos, movilizando consigo a los elementos que necesita la planta para nutrirse. Al llegar a las hojas y flores, se evapora hacia el aire en forma de vapor de agua. Este fenmeno es la transpiracin. AGUA TERRESTRE

La mayor parte de agua del planeta, se encuentra en los ocanos; el resto se encuentra en forma de grandes masas de hielo y nieve en los casquetes polares y en menor proporcin en lagos, ros y napas del subsuelo y en vapor de agua en la atmsfera. La distribucin es la siguiente:

FUENTE%

Ocanos 97.39

Casquetes polares, glaciares2.01

Napas, humedad del suelo0.58

Lagos y ros0.02

Atmsfera 0.001

Cuadro 1: Distribucin del agua en la tierra

Fuentes de agua.-1.- Agua de mares y ocanos.-El agua de mares y ocanos es demasiada salada para beber, regar o utilizarla en la industria y aproximadamente el 97 % del volumen de agua se encuentra en los ocanos. 2.- Aguas superficiales.-Las aguas superficiales, son el resultado de las precipitaciones que no se infiltran en la tierra o no retornan a la atmsfera por evaporacin (incluyendo la transpiracin) y que por escorrenta fluyen hacia los ros, lagos, humedades o embalses.La tabla muestra que aproximadamente el 2.6 % del agua del planeta es agua no salada o dulce y de esta cantidad solo una pequea parte est en lagos, ros y subsueloPor lo tanto el agua dulce que empleamos, es un recurso sumamente escaso y desgraciadamente para muchas poblaciones su distribucin en los continentes es muy heterognea.Las principales cuencas hidrogrficas del planeta se encuentran en Asia y Amrica del Sur y, en esta ltima, Per y Chile son los pases que poseen mayores porcentajes de relacin de superficie irrigada y cultivada, para ello la presencia de la cordillera de los andes hacen que exista una gran variedad de climas, que son los que condicionan el escurrimiento del agua en las diversas cuencas hidrolgicas.Las aguas superficiales se subdividen en:Corrientes de agua.- Se forman por escurrimientos en la superficie producidos por precipitaciones directas en la superficie del suelo, por el rebosamiento de lagos, pantanos y por la filtracin del agua a travs del subsuelo, variando su proporcin de flujo por temporadas y segn su geologa. La calidad del agua de las corrientes, es generalmente variable y menos satisfactoria que las lagunas y lagos. Y en zonas muy pobladas estn afectadas por aguas de alcantarilla y desperdicios industriales. Durante fuertes precipitaciones el agua puede ser lodosa, relativamente suave y con un alto contenido de bacterias. Lagunas y lagos naturales.-El agua que llega a las lagunas y lagos es de las corrientes tributarias, sean estas superficiales o subterrneas, en el que permanecen relativamente quietas pero que producen cambios en la calidad y que se deben a las fuerzas de auto purificacin que dependen de los factores: El volumen del cuerpo de agua en relacin con su rea de drenaje De su forma y de las corrientes de aire existentes. Un largo almacenamiento permite la sedimentacin de las materias en suspensin, la aclaracin del color y la remocin de bacterias. Por lo que las aguas almacenadas son generalmente de calidad mucho ms uniforme, que las tomadas de las corrientes. En los grandes lagos, la mayor parte de la polucin ocurre a lo largo de las orillas, en las proximidades de los grandes centros de poblacin. En los lagos ms chicos, la auto purificacin es generalmente menos completa que en los grandes. Pues pueden sufrir trastornos, por el movimiento del temporal de los sedimentos del fondo y/o el crecimiento de algas.3.- Aguas Subterrneas o freticas.-Es el agua que se infiltra en la tierra y ocupa los huecos (poros, fracturas, hendiduras) del subsuelo, dando lugar a una zona de saturacin, bajo esta zona debe haber un estrato rocoso.En general las aguas subterrneas son claras, fras, sin color y ms duras que el agua de superficie.En las formaciones calizas, las aguas subterrneas son ms duras, propensas a formar depsitos en las tuberas de agua y son relativamente no corrosivas.En las formaciones granticas (rocas duras compuesta de feldespato, cuarzo y mica), las aguas subterrneas son suaves con bajo contenido de minerales disueltos, un contenido relativamente de CO2 libre y son muy corrosivas.Manantiales.-Son las aguas subterrneas que brotan en la parte superior de un estrato impermeable. A veces los manantiales pueden brotar entre las grietas de las rocas. Tienen las siguientes caractersticas: Las aguas de estratos someros se vern afectados probablemente por la polucin superficial que las aguas profundas. Sus caractersticas de calidad reflejan la formacin geolgica del lugar en que surgen. La cantidad de agua que se obtienen en los manantiales es limitada y, por ello este modo de abastecimiento se aprovecha solo para pequeas poblaciones.

Calidad del agua.-La calidad del agua establece un conjunto de condiciones, entendidas como los niveles aceptables que deben cumplirse para asegurar la proteccin del recurso hdrico y la salud de la poblacin en un territorio dado. La determinacin de los parmetros de calidad del agua debe realizarse en base a criterios fsicos, qumicos y biolgicos, que consideran la dinmica de los procesos y elementos que los afectan, as como la capacidad del recurso o del ecosistema para soportar presiones y de su poder de autodepuracin. Estos parmetros de calidad se fijan de manera diferenciada, de conformidad con los diversos usos a los que se va a destinar el recurso (consumo humano, riego, industria, ganadera, recreacin, vida acutica, etc.).Parmetros fsicos del agua.-Son los que definen las caractersticas del agua que responden a los sentidos de la vista, del tacto, gusto y olfato como pueden ser los slidos suspendidos, turbiedad, color, sabor, olor y temperatura.No son ndices absolutos de contaminacin, por lo que en cada caso debe medirse la desviacin de la norma. Los parmetros fsicos ms importantes son: transparencia, temperatura, turbidez, color, olor, sabor, conductividad elctrica, pH.1.- Temperatura.-La temperatura del agua en verano debe ser inferior a la temperatura ambiente y en invierno debe ocurrir lo contrario. Las mejores aguas deca Hipcrates- son aquellas templadas en invierno y en verano fras. Se estima que una temperatura del agua entre 5 y 15 C es agradable al paladar. La temperatura desempea un papel en el ciclo hidrolgico y en ciertos procesos de tratamiento.2.- Turbiedad.- El trmino turbio se aplica a las aguas que contienen materia en suspensin que interfiere el paso de la luz a travs del agua.La turbiedad puede ser causada por una gran variedad de materiales en suspensin, de tamao variable entre las dispersiones coloidales y las gruesas, dependiendo del grado de turbulencia.3.- Color.- Las aguas procedentes de reas pantanosas tienen altos grados de color por la presencia de hojas, agujas de conferas y madera en estado de descomposicin, formando una considerable variedad de extractos vegetales y no son aceptadas para uso domstico o usos industriales, sin antes haber recibido tratamiento.Las aguas superficiales pueden parecer altamente coloreadas debido a la presencia de materia pigmentada en suspensin, cuando en realidad el agua no tiene color.Los ros que en su trayecto pasan por reas de suelos de arcillas rojas, se tornan coloreadas en pocas de creciente. 4. Olor y sabor.- Olor, es la impresin producida en el olfato por las materias voltiles contenidas en el agua. Sabor, es la sensacin gustativa que producen las materias contenidas en el agua. La clasificacin que hace en trminos de olor , se usa para describir los atributos del agua para beber que pueden afectar los sentidos del olfato y del gusto. 5. Conductividad elctrica.- Es la medida de la capacidad del agua para conducir la electricidad. Es indicativa de la presencia de iones. Proviene de una base, un cido o una sal, disociadas en iones.La conductividad y la dureza, son dos parmetros cuyos valores estn relacionados y reflejan el grado de mineralizacin de las aguas y su productividad potencial. Un aumento en la conductividad de las aguas naturales afecta la productividad de los ecosistemas.6. pH.- Como ya se vio, el pH mide la actividad de los iones hidrgeno. Los vertimientos cidos, pH 9. Los vertidos de pH cido, disuelven los metales pesados y los pH bsico los precipita.

PARAMETROS QUIMICOS DEL AGUAEl agua es llamada el solvente universal y los parmetros qumicos estn relacionados con la capacidad del agua para disolver diversas sustancias entre las que podemos mencionar a los slidos disueltos totales, alcalinidad, dureza, fluoruros, metales, materias orgnicas y nutrientes.Los parmetros qumicos ms importantes son:1.- ACIDEZ.-Es la capacidad del agua de actuar como cido, aceptando iones OH- Fuentes y naturaleza del la acidez.-Normalmente, para un agua natural, la acidez proviene de cidos dbiles, siendo el principal el dixido de carbono (CO2), que penetra a las aguas superficiales por absorcin de la atmsfera, pero solo cuando su concentracin en el agua es menor que la concentracin en equilibrio con el dixido de carbono de la atmsfera, de acuerdo con la Ley de Henry. En general la acidez, se puede deber a: La oxidacin biolgica de la materia orgnica, dando lugar a la formacin del CO2, esto especialmente en aguas contaminadas. En consecuencia podemos decir que las aguas superficiales estn constantemente absorbiendo o cediendo dixido de carbono para mantener el equilibrio con la atmsfera. La descomposicin de materia orgnica, como los cidos dbiles, que pueden estar presentes en el agua natural son: H2S, H2PO4-, cidos hmicos y flvicos, as como los cidos carboxlicos. Los drenajes de las minas abandonadas y depsitos de residuos metales, ubicados en pendientes que contienen cantidades significativas de cido sulfrico o sus sales.La conversin de estos materiales a cido sulfrico y sulfatos es inducida por bacterias oxidantes en condiciones aerbicas, de acuerdo a las reacciones:2S + 3O2 + 2H2O bacterias4H+ + 2SO42-Las sales de metales pesados que contienen iones trivalentes como el Fe(III) y Al (III), se hidrolizan en agua para producir acidez mineral:FeCl3 + 3H2OFe(OH) 3 + 3H+ + 3Cl-- Importancia del dixido de carbono y de la acidez mineral.-La acidez tiene poca importancia desde el punto de vista sanitario o de salud pblica. El dixido de carbono est presente en la malta y en las bebidas carbonatadas a concentraciones mucho mayores que las que se encuentra en las aguas naturales y no se ha descubierto efectos deletreos (que destruye la salud) Las aguas cidas tienen importancia por sus caractersticas corrosivas y los gastos producidos por la remocin. El factor corrosivo en la mayora de las aguas es el CO2 pero en muchos residuos industriales es la acidez mineral.- La aplicacin de los datos de acidez.-La determinacin del CO2 son de especial importancia para el abastecimiento pblico, porque ayuda a definir el mtodo de tratamiento y los equipos de tratamiento (tamao de equipo. Es decir si el tratamiento ser de aireacin o simple neutralizacin con cal o hidrxido de sodio.En procesos biolgicos de tratamiento, el pH debe mantenerse por lo general entre 6 y 9.5, este criterio requiere el ajuste del pH a niveles favorables.2.- ALCALINIDAD.-Es la capacidad del agua para actuar como base, aceptando iones hidrgeno. Es decir es la medida de su capacidad para neutralizar cidos.La alcalinidad de las aguas naturales se debe primariamente a: Las sales de cidos dbiles, aunque las bases dbiles o fuertes tambin pueden contribuir. En un agua natural las especies mas importantes que contribuyen a la alcalinidad son: HCO3- , CO3-2, OH- , H+. De los cuales los bicarbonatos (HCO3-) son los compuestos que ms contribuyen a la alcalinidad, puesto que se forman en cantidades considerables por la accin del CO2 sobre la materia bsica del suelo, como se muestra en la reaccin:CO2 + CaCO3 + H2O2HCO3- + Ca+2Alcalinidad = [HCO3-] + 2[CO3-2] + [OH-] - [H+] Las reacciones que dan cuenta de la alcalinidad son:HCO3- + H+ CO2 + H2OCO3-2 + H+ HCO3-OH- + H+H2O Las aguas naturales pueden ser alcalinas debido a la cantidad apreciable de hidrxido y carbonatos, esto particularmente en aguas superficiales con algas en crecimiento. - Importancia en la salud pblica.-La alcalinidad tiene poca importancia en la salud pblica. Las aguas muy alcalinas tienen sabor desagradable y el consumidor tiende a buscar otras fuentes.En las aguas naturales que contienen cantidades apreciables de Ca2+, el carbonato de calcio se precipita cuando la concentracin del in carbonato aumenta de tal forma exceda el producto de solubilidad del CaCO3 de acuerdo con la ecuacin:Ca2+ + CO3-2 CaCO3Esta precipitacin usualmente ocurre antes de que los niveles del pH hayan superado 10.3.- CLORO RESIDUAL Y DEMANDA DE CLORO.-Para asegurar la salud de la poblacin, el agua potable no debe contener microorganismos patgenos (coliformes, escherichia coli, giardias, etc,).La forma de obtener agua limpia y sana (potable) a partir del agua natural, es extraer los slidos suspendidos, aglomerar y decantar los coloides y desinfectarla de organismos patgenos. El objetivo fundamental de la desinfeccin de los abastecimientos de agua y los efluentes de aguas residuales es la diseminacin de las enfermedades trasmitidas por el agua.Qumica de la cloracin.- El principal desinfectante empleado es el cloro (Cl2). La disolucin de este gas en agua a 25 C y una atmsfera de presin es aproximadamente 7 g/L. Pero tambin el cloro se usa en forma de hipocloritos (hipoclorito de sodio, hipoclorito de calcio en solucin); en cualquiera de estas dos formas acta como un agente oxidante muy potente.Cuando el cloro se disuelve en agua, reacciona con sta para formar el cido hipocloroso (HCLO) y el cido clorhdrico (HCl), de acuerdo a la ecuacin:Cl2 + H2O HCLO + H+ + Cl-K25C = 4.5 x 10-4 A su vez el cido hipocloroso (HCLO) se disocia parcialmente:HCLO H+ + ClO-K25C = 2.5 x 10-8De todas estas especies que se generan de la reaccin del cloro con el agua , slo el ClO- y HCLO son bactericidas, por lo que el tratamiento requiere de un pH que permita la mxima concentracin de ClO- y HCLO.Cloro residual.-El agua desinfectada se filtra y debe quedar al menos con 0.2 mg/L de cloro residual para la contaminacin biolgica en el camino de la planta al consumidor.Cuando el tratamiento del agua se realiza con soluciones de hipoclorito de sodio o hipoclorito de calcio de alta pureza (en forma seca). El NaClO es de uso comn cuando se necesitan grandes cantidades, como en el caso de la desinfeccin de aguas residuales donde se dispone de un suministro local.El Ca(ClO)2 se usa con frecuencia cuando se necesitan cantidades limitadas o cuando el uso es intermitente.En conclusin se establece el mismo equilibrio, ya sea cuando se trabaje con cloro o hipoclorito. La diferencia ms importante sera en los efectos del pH y la influencia sobre las cantidades relativas del ClO- y HCLO cuando estn en equilibrio. El cloro tiende a disminuir el pH, mientras que los hipocloritos tienden a aumentarlo.- Reacciones con impurezas del agua.-El cloro y el cido hipocloroso reaccionan con una gran variedad de sustancias, que incluyen el amoniaco y los materiales hmicos.Reaccin con amonio:El in amonio (NH4+) existe en equilibrio con el amoniaco (NH3) y el in H+. El amoniaco reacciona con el cloro o con el cido hipocloroso, para formar monocloroaminas, dependiendo de la cantidad relativa de cada uno y alguna medida, del pH, como sigue:NH3 + HClO NH2Cl + H2O (monocloroamina)NH2Cl + HClO NHCl2 + H2O (dicloroamina)NHCl2 + HClO NCl3 + H2O (tricloroamina)Los monocloroaminas y las de cloroaminas tienen gran poder desinfectante, por tanto son de importancia las mediciones de los residuales de cloro.Reacciones externas:El cloro se combina con una variedad de materiales, especialmente con agentes reductores. Muchas de las reacciones son muy rpidas, mientras que otras son muy lentas. Por lo tanto la demanda de cloro de estas reacciones deben ser satisfechas antes de que quede disponible para llevar a cabo la desinfeccin. En consecuencia esto conlleva a la produccin de numerosos compuestos orgnicos clorados, que recientemente han causado preocupacin por sus potenciales efectos sobre la salud.Una de estas reacciones del cloro con agentes reductores es la que se muestra a continuacin:H2S + Cl2 2HCl + S Tambin el cloro reacciona con halgenos en el agua:Br- + HClO HBrO + Cl-El cloro puede reaccionar tambin con los fenoles para producir mono, di, tricloro fenoles que dan sabor y olor al agua. eL cloro y el HBrO formado tambin reaccionan con las sustancias hmicas presentes en los abastecimientos de agua., formando varios productos halogenados. Un grupo de los compuestos as formados y preocupantes son los trihalometanos (THM) como cloroformo, el bromodiclorometano, y el bromoformo, que se sospecha que son cancergenos humanos; estn regulados en el agua potable con un nivel mximo total de 100 ug/L.Debido al inters en reducir las concentraciones de los THM y de otros productos orgnicos halogenados de la cloracin del agua potable que actualmente no estn regulados, se estn estudiando otros posibles desinfectantes para muchos usos. Sin embargo los beneficios de la desinfeccin con cloro son inmensos.

- Importancia en la salud pblica de residuales de desinfeccin.-La desinfeccin es un proceso para eliminar organismos peligrosos, y normalmente no produce agua estril. La desinfeccin generalmente se realiza con cloro, dixido de cloro y ozono. El cloro residual libre, comnmente es la presencia en el agua del cloro, cido hipocloroso y el in hipoclorito y el cloro residual combinado est formado por las cloraminas.- Aplicacin de los datos de demanda de desinfectante y de los residuos de desinfectante.-Estos datos se utilizan para determinar la capacidad necesaria de unidades de desinfeccin, cantidad de desinfectante requerido, etc.Los residuales de desinfectante se utilizan en forma universal para controlar la adicin de desinfectante y asegurar la efectividad de la desinfeccin sin desperdicios qumicos. Es usado tambin en la desinfeccin de residuos4.- DUREZA.-Se denomina dureza, al contenido en el agua de sales de calcio y magnesio (alcalinotrreos), fundamentalmente. Es decir la dureza del agua es la suma de las concentraciones de los cationes metlicos presentes en la muestra, excepto los alcalinos:Las aguas duras son aquellas que requieren cantidades considerables de jabn para producir espuma y adems, producen costras en las tuberas, calentadores, calderas y otros materiales en los que se aumenta temperatura.Causa y fuente de la dureza.-La dureza es causada por cationes polivalentes constituidos principalmente por sales de calcio, magnesio, adems por sales de Fe (II), Mn (II) y algunas veces las de Cu, Ba, Zn, Pb, en proporciones muy pequeas, por lo tanto no se consideran desde este punto de vista.

Causa y fuente de la dureza.-La dureza es causada por cationes polivalentes constituidos principalmente por sales de calcio, magnesio, adems por sales de Fe (II), Mn (II) y algunas veces las de Cu, Ba, Zn, Pb, en proporciones muy pequeas, por lo tanto no se consideran desde este punto de vista.La dureza de las aguas vara considerablemente en los diferentes sitios. En general las aguas superficiales son ms blandas que las aguas profundas y como se ha visto anteriormente la dureza de las aguas refleja las formaciones geolgicas con las que el agua ha estado en contacto.

PRINCIPALES CATIONES QUE CAUSAN LA DUREZA DEL AGUA Y LOS PRINCIPALES ANIONES ASOCIADOS CON ELLOSCATIONESANIONES

Ca2+Mg2+Sr2+Fe2+Mn2+

HCO3-SO4-2Cl-NO3-SiO32-

Importancia en la salud pblica.-Las aguas duras son tan satisfactorias para el consumo humano como las aguas blandas. Pero para fines de limpieza por sus efectos adversos sobre los jabones no son satisfactorias.

Tipos de dureza.- 1.- Dureza temporal This refers to hardness whose effects can be removed by boiling the water in an open container. La dureza de carbonato o dureza temporal est constituida por bicarbonatos y tiene la propiedad de precipitar como carbonatos insolubles con el calor. Boiling the water promotes the reaction Hervir el agua favorece la reaccin 2HCO3- + calor CO3= + H2O + CO22.- Dureza permanente Son aguas que contienen otros aniones como los sulfatos, cloruros o nitratos, que no pueden ser eliminadas por ebullicin.Segn el contenido de calcio y magnesio, la dureza se clasifica as:0 75 mg/L CaCO3agua blanda

75 150 mg/L CaCO3agua semi-dura

150 300 mg/L CaCO3agua dura

ms de 300 mg/L CaCO3agua muy dura

Hay dos criterios para clasificarla:1. La dureza por in metlico.-El calcio y magnesio causan la mayor parte de la dureza de las aguas naturales. La dureza por calcio magnesio se puede calcular a partir del anlisis qumico completo. Si se determina la dureza por calcio, la dureza por magnesio se obtiene sustrayendo la dureza por calcio de la dureza total, como sigue:Dureza total dureza por calcio = Dureza por magnesioEste procedimiento da resultados confiables, porque la dureza de las aguas naturales se debe a estos dos. Casi todos los mtodos para medir la dureza por calcio incluyen tambin la dureza por estroncio.2. La dureza por aniones que se unen a iones metlicos.-La parte de la dureza total del agua que es qumicamente equivalente a la alcalinidad por carbonato ms carbonato se llama dureza por bicarbonatos. Tanto la alcalinidad como la dureza se expresan en trminos de CaCO3, la dureza por carbonato se puede calcular de la forma:Cuando la alcalinidad es menor que la dureza total:Dureza por carbonato (en mg/L) = alcalinidad (en mg/L)Cuando la alcalinidad >= dureza total:Dureza por carbonato (en mg/L) = dureza total en (mg/L)La dureza por carbonato se reconoce especialmente porque los iones bicarbonato y carbonato con que se unen tienden a precipitar a temperaturas elevadas, tal como ocurre en las calderas y en los procesos de ablandamiento.Ca+2 + 2HCO3 - CaCO3 + CO2 + H2OCa+2 + 2HCO3 - + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2OLa cantidad de dureza adicional a la dureza por carbonatos se llama dureza por no carbonatos y se calcula:Dureza por no carbonatos (DPC) = dureza total - dureza por carbonatosPseudo dureza.-El agua de mar, y otras que contienen apreciables cantidades de Na+ interfieren con el comportamiento normal del jabn debido al efecto del in comn. El sodio no es un catin que produce dureza. Contienen los residuos resultantes de la evaporacin parcial de las aguas naturales que fluyen hacia ellos.5.- CLORUROS.-Los cloruros existen en todas las aguas naturales a concentraciones muy variadas. El contenido de cloruro aumenta a medida que aumenta el contenido de minerales. Las fuentes de tierras altas y de montaa tienen bajo contenido de cloruros, en cambio los ros y las aguas subterrneas tienen cantidades considerables.Los niveles de cloruros en las aguas de los mares y de los ocanos son muy altos, porque contienen los residuos resultantes de la evaporacin parcial de las aguas naturales que fluyen hacia ellos.Las aguas de los mares y de los ocanos invaden los ros que desembocan en ellos, especialmente los ros de mayor profundidad; el agua salada por ser ms densa, fluye ro arriba por debajo del agua dulce. Por ejemplo el ro Hudson de los EE.UU, que tiene un profundo canal y una escasa gradiente, el agua de mar invade cerca de 80 Kms. ro arriba.Las excretas humas, especialmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a los alimentos que se consumen. El promedio por persona por da es de 6 g de cloruro y aumenta la cantidad de cloruros de las aguas residuales municipales aproximadamente 15 mg/L adems del agua que contiene y el agua que los transporta-Importancia de los cloruros.-Los cloruros a concentraciones moderadas no ofrecen peligros para los humanos. Las concentraciones mayores de 250 mg/L dan un sabor salado al agua que es rechazado por muchas personas. Por esta razn lo cloruros se limitan a 250 mg/L en los abastecimientos destinados a uso pblico. En muchos lugares del mundo donde son escasos los abastecimientos de agua, para el uso domstico se utilizan fuentes de agua que contienen hasta 2000 mg/L sin que produzcan efectos adversos.6.- FLORUROS.-Hace muchos aos se ha detectado una anomala en los dientes humanos conocida como esmalte manchado (fluorosis dental). La ciudad de Bauxite, Arkanzas, era una de las comunidades que haba reportado alta incidencia de esmalte manchado entre sus habitantes, en 1930 mediante anlisis espectrogrfico, encontr apreciables cantidades del in fluoruro en el abastecimiento de agua de Bauxite. En base a estos problemas detectados realizaron las investigaciones en el que llegaron a la conclusin que los niveles excesivos de fluoruro en el agua potable eran la causa del defecto, y sus datos mostraron que el manchado no apareca si la concentracin del in fluoruro es menor o igual que 1 mg/L y que el grado de severidad aumentaba proporcionalmente con la concentracin del in fluoruro.6.- SULFATO.- El in sulfato es uno de los aniones ms abundantes en las aguas naturales. Es importante en los abastecimientos pblicos de agua debido a sus efectos catrticos (purgante) en los humanos cuando est presente en cantidades excesivas. Por lo que su lmite mximo recomendado es 250 mg/L.Los sulfatos son importantes en los abastecimientos de agua pblicos e industriales debido a la tendencia de formar costras duras en calderas e intercambiadores de calor. Igualmente son importantes porque son los responsables directos de los problemas asociados con la manipulacin y el tratamiento de las aguas residuales, que son el olor y la corrosin de las alcantarillas , que resultan de la reduccin de los sulfatos a sulfuro de hidrgeno en condiciones anaerbicas, como indica la ecuacin:SO42- + materia orgnica bacterias S2- + H2O + CO2S2- + H+ HS-HS- + H+ H2SProblemas de olor.-En ausencia de oxgeno disuelto y de nitratos, los sulfatos sirven como fuente de oxgeno (como aceptores de electrones) para las oxidaciones bioqumicas producidas por bacterias anaerbicas. En condiciones anaerbicas el in sulfato se reduce a in sulfuro, que establece el equilibrio con el in hidrgeno. A valores de pH 8 o ms altos, la mayor parte del azufre reducido est en forma de iones HS-, y S2- y la cantidad de H2S libre es tan pequea y su presin parcial es insignificante de modo que no hay problemas de olor. A niveles de pH por debajo de 8, el equilibrio se desva rpidamente hacia la formacin de H2S no ionizado y a un pH de 7, la concentracin de H2S es aproximadamente del 80%. En estas condiciones, la presin parcial del sulfuro de hidrgeno se hace tan grande que causa serios problemas de olor cuando la reduccin del sulfato produce una cantidad significativa de in sulfuro.Corrosin de alcantarillas.-La corrosin de alcantarillas puede ser un problema serio en las coronas de alcantarillas de concreto, esta dificultad est asociada con la reduccin de sulfatos a sulfuros de hidrgeno, al que con frecuencia se le atribuye propiedades corrosivas.Las bacterias capaces de oxidar el sulfuro de hidrgeno a cido sulfrico proliferan en la naturaleza y siempre estn presentes en las aguas residuales domsticas.H2S + 2O2 bacteriasH2SO4Este cido como es un cido fuerte ataca al concreto. Las bacterias del gnero tioacilos son capaces de oxidar el sulfuro de hidrgeno a cido sulfrico..Aplicacin de los datos del sulfato.-Es importante saber el contenido de sulfato en las aguas naturales para determinar si es posible utilizarlas en los abastecimientos pblicos e industriales. La cantidad de sulfato en las aguas residuales es un factor de inters para determinar la magnitud de los problemas que pueden generar la reduccin de sulfatos a sulfuro de hidrgeno.7.- NITROGENO.-Los compuestos del nitrgeno son de gran inters en la ingeniera ambiental, por su importancia en los procesos vitales de las plantas animales, as como en la atmsfera.La qumica del nitrgeno es compleja debido a que se puede tomar diferentes estados de oxidacin que pueden ser inducidos por los organismos vivos.Desde el punto de vista de la qumica inorgnica, el nitrgeno puede existir en siete estados de oxidacin y todos los compuestos de inters:NH3-III, - N20 N2OI NOII N2O3III NO2IV N2O5VSin embargo en los estados acuticos slo predominan pocos estados de oxidacin y estos son los que tienen mayor importancia en la ingeniera ambiental y estos son:NH3-III, - N20 N2O3III N2O5VEl ciclo del nitrgeno es cada uno de los procesos biolgicos y abiticos en que se basa el suministro de este elemento a los seres vivos. Es uno de los ciclos biogeoqumicos importantes en que se basa el equilibrio dinmico de composicin de la biosfera.

Ciclo del nitrgenoLa atmsfera sirve como reservorio, de donde se puede extraer nitrgeno. Durante las tormentas elctricas grandes cantidades de nitrgeno son oxidadas a N2O5 y su unin con el agua produce HNO3 y es transportada a la tierra por la lluvia. En la produccin comercial de fertilizantes, los nitratos tambin son producidos por oxidacin directa del nitrgeno o del amoniaco. Los nitratos sirven para fertilizar la vida vegetal y son convertidos a protenas.NO3- + CO2 + plantas verdes + luz solar protenaEl nitrgeno atmosfrico tambin es convertido a protenas por las bacterias fijadoras de nitrgeno.N2 + bacteria especial protenaLos compuestos de amoniaco y de amonio se suministran al suelo para producir ms protenas:NH3 + CO2 + plantas verdes + luz solarprotena8.- OXIGENO DISUELTO.-Todos los organismos vivientes de una u otra forma dependen del oxigeno para mantener los procesos metablicos que producen la energa para el crecimiento y la reproduccin. Para los humanos es vital el contenido de oxgeno del aire para la respiracin, una disminucin produce malestar y quiz la muerte.Todos los gases de la atmsfera, son en alguna medida solubles en agua. Pero el O2 y N2 estn catalogados como escasamente solubles, pues no reaccionan qumicamente con el agua y su solubilidad es directamente proporcional a sus presiones parciales. Dentro del margen de solubilidad el agua disuelve ms N2 que O2 en las condiciones de presin parcial en que existe en la atmsfera.Importancia ambiental del oxgeno disuelto.-En los desechos lquidos, el oxgeno disuelto es el factor que determina que los cambios biolgicos sean producidos por organismos aerbicos o anaerbicos. Los aerbicos usan oxgeno libre para la oxidacin de la materia orgnica e inorgnica y forman productos finales inocuos. Mientras que los anaerbicos llevan a cabo la oxidacin mediante la reduccin de algunas sales inorgnicas como sulfatos y los productos finales son muy perjudiciales. Puesto que estas dos clases estn propagados en la naturaleza, es muy importante que se mantengan condiciones favorables para los organismos aerbicos (condiciones aerobias), de lo contrario proliferan los organismos anaerbicos y se generan condiciones nocivas.En la mayora de los casos de contaminacin de una corriente, es deseable mantener las condiciones favorables para el crecimiento y la reproduccin de la poblacin de peces y de otros organismos. Estas condiciones requieren niveles de oxgeno disuelto en forma permanente para asegurar las condiciones saludables de la ida acutica.

8.- DEMANDA BIOQUMICA DE OXGENO (DBO).La demanda bioqumica de oxgeno (DBO), se define como la cantidad de oxgeno que requieren las bacterias durante la estabilizacin de la materia orgnica susceptible de descomposicin (es decir la materia orgnica que puede servir de alimento a las bacterias), en condiciones aerbicas. El aumento de la DBO, al igual que la DQO ocasiona disminucin del oxgeno disuelto, afectando la vida acutica, valores de DBO mayores a 6 ppm indican alta contaminacin.9.- DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO (DQO)La DQO es la cantidad de oxgeno consumida por las materias existentes en el agua, oxidables en condiciones determinadas. Es la medida de material oxidable, cualquiera sea su origen, biodegradable y no biodegradable. Las aguas no contaminadas tienen valores de DQO de 1 a 5 ppm.

PARAMETROS BIOLOGICOS DEL AGUAEl agua es un medio donde literalmente miles de especies biolgicas habitan y llevan a cabo su ciclo vital. El rango de los organismos acuticos en tamao y complejidad va desde el muy pequeo o unicelular hasta el pez de mayor tamao y es- tos miembros de la comunidad biolgica son en algn sentido parmetros de la calidad del agua, dado que su presencia o ausencia pueden indicar la situacin en que se encuentra un cuerpo de agua. Por ejemplo si en algn ro donde la presencia de algn pez como la carpa o la trucha sirven de parmetro sobre el estado de ese cuerpo de agua. Los bilogos a menudo utilizan la diversidad de especies como parmetro cualitativo en ros y lagos. Un cuerpo de agua con una gran cantidad de especies en proporcin balanceada se puede considerar como un sistema saludable. Segn esta situacin, con base en nuestro conocimiento sobre los diferentes contaminantes, ciertos organismos se pueden utilizar como indicadores de la presencia de algn contaminante, entre los que se puede mencionar las bacterias, virus y protozoarios.Para asegurar la salud de la poblacin, al agua potable se le exige que no contenga microorganismos patgenos. Como no es prctico examinar todos stos, se recurre a la deteccin de bacterias del Grupo coliforme, indicativa de la contaminacin animal y de la bacteria escherichiacoli, indicativa de contaminacin fecal.Si el agua posee un contenido total de coliformes inferior a 5 NMP/100 mL o de coliformes fecales tambin inferior al mismo nmero, entonces se considera potable. (NMP: nmero ms probable)

CONTAMINANTES MICROBIOLOGICOS DEL AGUA Y SUS EFECTOSORGANISMONOMBREENFERMEDAD

BacteriaBacteriaBacteriaBacteriaVirusAmebaLombriz

Salmonella typhiVibrio choleraeGrupo de shigellasGrupo de salmonellaHepadnavirusEntamoeba histolyticaTaenia saginata

Tifus CleraDisenteraGastroenteritisHepatitisDisentera ambicaTriquinosis

CONTAMINACION DEL AGUAEl agua se contamina, cuando se incorporan a ella materias extraas como microorganismos, productos qumicos, residuos industriales o aguas residuales. Estos materiales deterioran la calidad del agua y lo hacen no apta para los usos pretendidos. Principales contaminantes.-Los principales contaminantes del agua son los siguientes:1.- LAS AGUAS RESIDUALES Y OTROS RESIDUOS QUE DEMANDAN OXGENO.- El vertimiento de aguas residuales domsticas o industriales incrementa el contenido de materia orgnica en el agua, aumenta la DQO, con la consecuente disminucin del oxgeno disuelto. Las aguas residuales domsticas suelen contener entre 250 y 600 ppm de DQO. Las aguas no contaminadas tienen valores de DQO de 1 a 5 ppm. El aumento de la DBO, al igual que la DQO ocasiona disminucin del oxgeno disuelto, afectando la vida acutica, valores de DBQ mayores de 6 ppm indican alta contaminacin.2.- MICRO CONTAMINANTES ORGNICOS.- La contaminacin por estos grupos de compuestos se deriva de actividades domsticas, industriales y agrcolas. Modifican las caractersticas organolpticas del agua y presentan dificultades para su determinacin analtica, al igual que los metales pesados entran en la cadena alimentaria, produciendo una sucesiva bioconcentracin. Ejemplos de estos tenemos a los plaguicidas, detergentes, fenoles, hidrocarburos, sustancias hmicas.

3. CONTAMINANTES INORGNICOS EN TRAZASMetales pesados.-Las concentraciones de metales pesados suelen ser muy pequeas, el mayor problema en el medio ambiente se da por la posibilidad de que sufran bioacumulacin, los metales pesados considerados son el Hg, Cr, Ag, Zn, Pb, Ba.Mercurio.- Este metal se usa en amalgamas, bateras, lmparas, la extraccin de oro y plata. Sus sales se usan como fumigantes para combatir las enfermedades de las plantas y las pestes de los insectos. En los EE.UU y Canad, un potencial problema llev al descubrimiento de cantidades anormales de mercurio en el pescado tomado de Saint Clair Lake. Se encontr que la mayor fuente de mercurio provena de las plantas de lcalis de cloro que empleaba electrodos de mercurio. Las altas concentraciones de mercurio en el pescado se deban a compuestos metilados de mercurio, CH3Hg+ y (CH3)2Hg, que se demostr que eran producidos por la actividad bacteriana en los lodos del fondo, en condiciones anaerbicas. El nivel mximo permisible en las aguas potables es de 0.002 mg/L o 2 ug/L.Cromo.-En el medio acutico, el cromo existe principalmente en forma de Cr(VI), las formas trivalentes, se hidrolizan por completo en las aguas naturales y el cromo se precipita como hidrxido, quedando pequeas cantidades en solucin. El cromo se usa extensamente en la industria para hacer aleaciones, refractarios, catalizadores, xido crmico y sales de cromo; las sales de cromato se utilizan en pinturas y en solucin limpiadora en los laboratorios, la mayor parte de estos llega al sistema de alcantarillado. La intoxicacin por cromato causa enfermedades de la piel y lesin heptica y se sospecha que son oncognicos. El nivel mximo permisible en aguas potables es 0.1 mg/L. Plomo.-Se ha reconocido al plomo como causa de la lesin cerebral y renal, en los jvenes puede causar retardo mental e incluso convulsiones en edad avanzada. Esto ha motivado el abandono del uso de conectores de plomo en las tuberas y de las pinturas con base de plomo para la decoracin de interiores. La mayor parte del tetraetilo de plomo de la gasolina es expelido a la atmsfera como xido de plomo, esto contribuy la cantidad de la gasolina con plomo usada en los motores de combustin interna. El nivel mximo permisible en aguas potables es 0.01 mg/LBario.-Las sales de bario se utilizan principalmente en la manufactura de pinturas, linleo, papel y lodos de perforacin. Mediante pruebas prolongadas en animales de experimentacin, se han demostrado alteraciones musculares y cardiovasculares y dao renal. El limite mximo permitido en las aguas potables es de 2 mg/LCadmio .-El cadmio presente en las aguas y procedente de los vertidos industriales, en tuberas galvanizadas deterioradas o de los fertilizantes derivados del cieno, puede ser absorbido por las cosechas, de ser ingerido en cantidad suficiente puede producir un trastorno diarreico agudo, as como lesiones en el hgado y los riones. Hace tiempo se conoce o se sospecha de la peligrosidad de sustancias inorgnicas como el Hg, As, y Pb. El limite mximo permitido en las aguas potables es de 0.003 mg/L.NO METALES.-Arsnico.-Este elemento est ampliamente distribuido en las aguas naturales, a niveles de 5 ug/L o ms, en aproximadamente el 5 % de aguas analizadas. La toxicidad del arsnico es algo irregular. En individuos poco expuestos es bastante txico a dosis tan pequeas como 100 mg, que producen efectos graves. Por otra parte puede ocurrir una adaptacin, como lo evidencian los consumidores de arsnico quienes lo ingieren diariamente en cantidades que podran ser letales para las personas corrientes.Por todo lo dicho parecera no haber razones para incluir un estndar para el arsnico, sin embargo se sospecha que en ciertas formas es oncognico, por tanto se podra justificar un estndar.El arsnico penetra a las aguas por las operaciones de minera, el uso de insecticidas con base en arsnico y por la utilizacin de combustibles fsiles. El limite mximo permitido en las aguas potables es de 0.01 mg/L4. COMPUESTOS DEL FSFORO.- El fsforo disuelto en el agua puede proceder, bien de ciertas rocas o del lavado en los suelo, puede tener origen en los pozos spticos o estercoleros, dependiendo la concentracin del fsforo de la densidad de la poblacin ganadera. Los fosfatos favorecen la eutrofizacin, y con ello aumenta en el medio materias orgnicas, bacterias hetertrofas, que modifican el carcter fisicoqumica del agua y hacen que disminuya el oxgeno disuelto. Las aguas domsticas contienen gran cantidad de materia orgnica y detergentes. Los detergentes contienen entre otros aditivos, tripolifosfato sdico (Na2P3O10), cuya hidrlisis origina fosfato, que es un nutriente vital y el aumento de estos nutrientes incrementa la fotosntesis y como consecuencia la eutrofizacin La eutrofizacin, se produce cuando el agua se enriquece de modo artificial con nutrientes, lo que produce un crecimiento anormal de las plantas. Los fertilizantes qumicos arrastrados por el agua desde los campos de cultivo contribuyen en gran medida a este proceso.5.- CONTAMINACIN POR CRUDOS.- Las descargas accidentales y a gran escala de petrleo lquido son una importante causa de contaminacin de las costas. Los casos ms espectaculares de contaminacin por crudos suelen estar a cargo de los superpetroleros empleados para transportarlos, pero hay muchos otros barcos que vierten tambin petrleo, y la explotacin de las plataformas petrolferas marinas supone tambin una importante aportacin de vertidos. Se estima que de cada milln de toneladas de crudo embarcadas se vierte una tonelada. Los hidrocarburos, son txicos para la vida acutica.Uno de los accidentes ms graves ocurri en Exxon Valds encallo en el arrecife de Bligh, en Alaska, se derramaron 42 millones de litros de petrleo, los que se esparcieron cubriendo un rea estimada de 7,500 km. El petrleo produjo la muerte de miles de especies marinas y aves que habitaban en la zona. 6.- SUSTANCIAS RADIOACTIVAS.-Procedentes de los residuos producidos por la minera y el refinado del uranio y el torio, las centrales nucleares y el uso industrial, mdico y cientfico de los materiales radioactivos.