FASE 1 - Planificacion quimica ambiental

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Control de la contaminación atmosférica. Código 358008

FASE 1: PLANIFICACI P LANIFICACION ON QUIMICA AMBIENTAL (EVALUACION Y CONTROL DE LA CONTAMINACION)

Estudiante: ARGEMIRO BERBESI Codigo: YENNY MAGNOLIA CURACAS Codigo: JOHNATHAN CADENA MANRIQUE Código: 1023885560 AIMER MUÑOZ Codigo: GLORIA MILENA CORDOBA Codigo:

Presentado a: MARCELA ANDREA ZAMBRANO (Tutora)

PROGRAMA: INGENIERÍA AMBIENTAL UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD 2015


1. Problemática Problemátic a identificada. ACTIVIDAD ACTIVIDA D MINERA CARBON MINERAL MINERAL MUNICIPIO MUNICIPIO EL ZULIA ZULIA N.S

El municipio El Zulia está situado en la subregión oriental del departamento Norte de Santander, en el Área Metropolitana y en la zona de influencia fronteriza con la República de Venezuela. El municipio tiene una superficie de 449.07 Km², equivalente al 0.22% del área total del departamento. Teniendo en cuenta que en la región predomina la actividad de extracción de carbón mineral causa una constante contaminación en las microcuencas, afectando totalmente el recurso hídrico que va dirigido hacia el principal rio, los residuos sólidos y los vertimientos domésticos e industriales aumentando el contenido de sedimentos, causando inundaciones y destrucción y muerte a muchos peces y otros seres vivos que utilizan el agua, el deterioro del paisaje y la constante pérdida de cultivos, las afectaciones en la salud a los pobladores de la zona. Muchas microcuencas han desaparecido y las que quedan están muy contaminadas y el preciado líquido no apto para el consumo.

2. Problemátic Problemática a identificada.

CONTAMINACION A UN CUERPO DE AGUA POR VERTIMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS

Esta problemática se da en muchas regiones del país, ya que no cuentan con un servicio de alcantarillado eficiente o en el peor de los casos no cuentan con alcantarillado y estos vertimientos son arrojados a lagos, ríos o suelos sin ningún tipo de medida y de control. Tengan presente que en este tipo de vertimientos van acompañados de aceites, detergentes, jabones, aguas negras, aguas grises. Cabe resaltar que una gota de aceite contamina mil litros de agua. Nosotros como futuros ingenieros ambientales debemos tener la capacidad de diseñar plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) para minimizar el impacto ambiental causado por los vertimientos de aguas residuales domésticas y buscar sus posibles soluciones.


3. Problemátic Problemática a Identificada.

MINERÍA ILEGAL (EXPLOTACIÓN DE ORO)

En los últimos años han sido las actividades económicas más relevantes del municipio trayendo consigo estabilidad económica pero también contaminación a las cuentas hídricas, ríos y quebradas, principalmente la explotación de oro. La erradicación de cultivos ilícitos conllevo a los habitantes de la zona buscar otra forma de tener ingresos en menor tiempo pero no son conscientes de los daños que causan a la población en general, las aguas son contaminadas ya sea para suministrarla a los animales, utilizarla para riego en la agricultura o consumo humano; estas aguas llevan residuos de cianuro y amoniaco que son los más utilizados en el proceso de la explotación del oro, estos elementos químicos son altamente perjudiciales para la salud tanto humana como animal.


VERTIMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES

El municipio de San Vicente del Caguan Caquetá se encuentra encuentr a ubicado al nororiente del departamento a 160 kms de la ciudad de Florencia, su capital. La región noroccidental es montañosa y selvática donde se desprenden los últimos ramales de la cordillera oriental; estamos hablando del barrio 20 de julio lo cual se vive la problemática asociada a la contaminación de la hidrósfera, lo cual presenta vertimientos vertimient os de aguas residuales por parte parte de la empresa del acueducto y alcantarillado. Esto se debe a las personas que desde su casa vierten detergentes, químicos, pelos, grasas y toda clase de desperdicios, y que lo hacen todos los días, todo el tiempo y no tienen en cuenta que somos nosotros mismos los habitantes del municipio que vinimos realizando por varios periodos. Dentro de estos problemas podemos detectar la cantidad de basura que llega directamente de las viviendas ubicadas alrededor del Rio Caguan. Así como las aguas lluvia que bajan cargadas de los desperdicios que recogen en el asfalto antes de terminar en el río. Esta problemática no solo se extiende a lo visual, el olor de las basuras las cuales con las condiciones climáticas diarias es evidente y genera problemas e incomodidad entre la comunidad y el medio ambiente.



VERTIMIENTOS INDUSTRIALES EN CUERPOS DE AGUA Considero que la principal problemática para la contaminación del rio Talca son los Vertidos industriales industri ales los cuales pueden ser muy variados por la cantidad de industria químicas que se encuentran en esa población, por ende pueden resultar peligrosos. En países desarrollados se encuentran muy controlados, pero ese no es el caso de Colombia ya que apenas cumplimos con lo estipulado en las leyes ambientales y por eso cualquier vertimiento incontrolado puede producir efectos muy nocivos en el agua cambiando su composición química, física del cuerpo hídrico afectando la pesca, la agricultura y la salud humana quien se beneficie del consumo de estas aguas. Presento los causantes de la contaminación en el anexo 1. 1 industria química, 1 de petroquímica, 2 industrias de producció n y comercialización de refrigerantes y 1 industria dedicada al curtido de pieles

Ahora de las anteriore anterioress problemátic problemáticas as se hizo un debate acerca de que tema se va a trabajar, posteriormente se llega a la decisión de trabajar con el tema de la actividad minera del carbón. Este tema fue el desarrollado en la actividad.

DIAGRAMA ESINA DE PESCADO (CAUSAS Y EFECTOS)

MAPA CONCEPTUAL (JUICIOS DE VALOR)


ANEXO 3 Problemas Propuestos Problema 1. Según los resultados del estudio fisicoquímico de la fuente hídrica de

abastecimiento, abastecimient o, determina la alcalinidad teniendo en cuenta que la constante de disociación de los iones bicarbonato (−) es de 4,7 ∗ 10−. Solución:

Del anexo 3 los resultados del estudio fisicoquímico son los siguientes: pH=8, [− ] = 2,3 ∗ 10− En primer lugar expresamos la manera como se disocia el bicarbonato. (− ) → −   +  =

[ +] ∗ [−] [− ]

La alcalinidad total es = [− ]  2[−]  [ − ]  [+ ] Por medio de la medición de pH encontramos la cantidad de [+]  [ − ]  = [ +]

Despejamos la concentración de [+ ]  = [ +] →    = [ + ] → 10− = [ +] [ + ] = 10− = 1 ∗ 1 0−

Para la concentración de [ − ] 14 =    14 =      →  = 14     = 14  8 = 6  = [ −] →  = [ − ] 10− = [ −] [ − ] = 10− = 1 ∗ 1 0−

De  =

[ +] ∗ [−] [− ]

De esta ecuación [− ]

[− ]

=

=

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Control de la contaminación atmosférica. Código 358008 despejamos [− ]

[ + ] ∗ [− ] 

1 ∗ 1 0− ∗ (2,3 ∗ 10− ) 4,7 ∗ 10−

= 4,89 ∗ 10−

La alcalinidad total es = [− ]  2[−]  [ − ]  [+ ] = (4,89 ∗ 10−)  2(2,3 ∗ 10−)  (1 ∗ 1 0− )  (1 ∗ 1 0− ) 4,93 ∗ 10− La alcalinidad total es = 4,

 

Problema 2. Calcule la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) por glucosa presente en

las aguas residuales de la industria dedicada al curtido de pieles. Para desarrollar el ejercicio, tenga en cuenta la siguiente reacción:

Problema 3. Calcule la dureza expresada en partes por millón (ppm) de carbonato de calcio

(CaCO3) por la presencia del ion calcio (Ca2+) en la fuente hídrica de abastecimiento. Emplee la siguiente reacción para hacer el cálculo:

Problema 4. Con los resultados del análisis realizado a muestra de agua residual de

vertimiento generado por las granjas avícolas, calcule la dureza total, permanente y temporal de las especies químicas identificadas. DESARROLLO

En el análisis realizado, el laboratorio identificó las siguie ntes concentraciones concentraciones 49 ppm de Ca(HCO3)2, 33 ppm de Mg(HCO3)2, 12 ppm de NaCl, 39 ppm de CaCl2, 2 ppm de MgCl2, 2 ppm de MgSO4, 5 ppm de Mg(HSO3)2, 1 ppm de C6H12O6 y 1 ppm de C12H22O11.

DUREZA TOTAL La dureza total es el contenido total de iones Ca 2+ y Mg2+


Realizamos la disociación de los compuestos para conocer el contenido total de iones Ca2+ y Mg2+

( )2 →  +  2 − Como estos compuestos se disocian completamente la regla de solubilidad indica

( ( )2 →  +  2 −    

49 ppm

  2

(()2 →  +  2−     

  2

 →  +  2− 

39 ppm

  2

 →  +  − 

2 ppm

  2

 →  +  2− 

33 ppm

2 ppm

  2

(()2 →   +  2  2−    

5 ppm

  2

Contenido total de iones Ca2+ y Mg2+ = 49  33  2  39  2  5 = 130  DUREZA TOTAL= 130 130  

DUREZA TEMPORAL Se presenta cuando la concentración de HCO3 - presente en el agua es el doble de la concentración de Ca2+.

Concentración de Ca2+.

( )2 →  +  2 −    

  2

49 ppm


 →  +  2− 

39 ppm

  2

 + = 49  39 = 88  Concentración de HCO3-

( ( )2 →  +  2 −    

  2

()2 →  +  2−    

49 ppm

33 ppm

  2

− , para este caso el balance indica que es el doble (2) − = 2(49) 49)  33( 33(2) = 164 164   Por ser mayor si hay dureza temporal Además corresponde a la cantidad de calcio y magnesio que puede asociarse con iones bicarbonato.

( ( )2 →  +  2 − ()2 →  +  2−

49 ppm 33 ppm

Dureza temporal=    =   La dureza permanente Puede determinarse por diferencia entre la total y la temporal Dureza permanente= 130    82   = 48  

Problema 5. Calcule la Demanda Química de Oxígeno (DQO) generada por la presencia

del etanol (C2H6O) en el vertimiento de la industria dedicada al curtido de pieles.


ANEXO 4 Ejercicios teóricos Ejercicio 1. Describa qué es eutrofización eutrofizaci ón y exponga las causas y efectos que se presentan

en un sistema léntico como un lago o pozo. Ejercicio EUTROFIZACION: Es

un proceso de degradación ambiental producida por la influencia humana y por los agentes de la misma naturaleza; consistente en el aumento de la concentración de nutrientes en los lagos, que da lugar a un crecimiento exagerado de algas y malezas acuáticas en las aguas. EUTROFIZACION

SISTEMA

CAUSA Causa Naturales:

Lentico

Alta calidad de precipitaciones precipitaciones porque arrastran pesticidas o fertilizantes aplicados en el suelo. La descomposición de materia orgánica en aguas profundas, ya que las algas de la superficie no permiten que la luz solar llegue hasta las algas del fondo produciendo su descomposición (no puede hacer fotosíntesis). Florecimiento excesivo de plantas acuáticas que a su muerte se descomponen, agotando el oxígeno del agua y de este modo causan la muerte de las especies acuáticas(zona muerta) Turbiedad o poca transparencia de las aguas producidas por sedimentos o materia suspendida (partículas insolubles de suelo que enturbian el agua, y que son la mayor fuente de contaminación). Desarrollo de bolsones anoxicos en el fondo. Presencia de espuma en la zona litoral (costera) Elevado aporte natural de nutrientes y sedimentos en los lagos. Causas Antropogenicas:

El uso de detergentes polifosfatados y alquilbencensulfonatos, aceleran el proceso de eutrofización. El excesivo uso de fertilizantes que contienen nitrógeno (N2), porque el N2 aumenta el crecimiento de plantas. Los sistemas de alcantarillado, ya que sus aguas contienen materiales compuestos de nitrógeno, especialmente fecas y orina. La complejidad de la

EFECTOS

Aumento de la producción y biomasa de los productores primarios (fitoplancton y macrofitas). Modificación de las características de la masa de agua conllevando una pérdida de calidad de la misma. Sustitución de especies piscícolas deseables, por otras menos valoradas. Producción de toxinas por determinadas algas (plantas acuáticas) Desoxigenación del agua, ocasionando una elevada mortalidad de peces. Aumento de los gastos de operación de los sistemas públicos de abastecimiento de agua por problemas de sabor y olor. Colmatación y obstrucción de los canales de riego por


infraestructura sanitaria construida en los sectores aledaños a los lagos, puede ocasionar que las aguas servidas lleguen a contaminarlos. La integración a los lagos por petróleo, gasolina, disolventes y detergentes provenientes de las descargas domesticas e industriales, ya que son alimentos para las bacterias quimoorganotróficas y para algunos microorganismos superiores como los protozoos. La evacuación de las aguas lluvias hacia los lagos, ya que estás arrastran desechos naturales que pueden encontrarse en las calles, rebalses (detención, inundaciones) de sistemas públicos o privados en mal estado, detergentes, etc. La existencia de posibles conexiones clandestinas de alcantarillado que tienen como desembocadura final los ríos y lagos. Sistema de drenajes colindantes a los lagos deteriorado, lo que puede ocasionar infiltración de aguas contaminadas ricas con alto grado de nutrientes. El vaciamiento de basura dentro o inmediatamente a orillas de los lagos. Los asentamientos poblacionales y la construcción de infraestructura de viviendas y establecimientos comerciales en el entorno de los lagos y en áreas de fuerte pendiente, las cuales provocan deslizamientos de grandes cantidades de sedimento al cuerpo cuer po de agua. De todas estas causas, los contaminantes de origen antropogénico más importantes de lagos son de dos tipos: a) aguas residuales domésticas , que contienen gran cantidad de materia orgánica y detergentes que se descargan directamente en los cuerpos de agua. b) entrada de fertilizantes , principalmente en base a N (nitrógeno) y P (fósforo), provenientes de faenas agrícolas y que pasan a los lagos a través de escorrentías superficiales o filtraciones subterráneas.

las malas hierbas acuáticas. Reducción de la posibilidad de utilización del agua para fines recreativos debido a los olores producidos por la descomposición de las algas. Impedimentos a la navegación debido al crecimiento de densas masas de algas. Pérdidas económicas debidas a la modificación de las especies piscícolas.


Ejercicio 2. Establezca un paralelo con el significado y las diferencias que existen entre la

Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO), Demanda Química Oxigeno (DQO) y Oxígeno Disuelto (OD). PARAMETRO

DEFINICION

Oxígeno disuelto

Proviene de la mezcla del agua aire y del oxígeno producido por la fotosíntesis de las plantas acuáticas

Demanda bioquímica de oxigeno (DBO)

Medida de la cantidad de oxigeno requerida por los microorganismos heterótrofos durante el proceso de oxidación o mineralización de la materia orgánica, en un periodo de cinco días a 20 o C La materia orgánica oxidada corresponde a compuestos orgánicos biodegradables que pueden ser inclusive compuestos aromáticos.

Demanda química de oxigeno

Medida del contenido orgánico total de una muestra, oxidable por dicromato en solución acida. No se oxidan los compuestos aromáticos

IMPORTANCIA

DETERMINACION ANALITICA

Determina existencias de Método de las condiciones aeróbicas o modificaciones de anaeróbicas. Alsterberg al método Permite establecer si se de Winkler. constituye en un agente de corrosión para el hierro y el acero. Permite determinar la cantidad de materia orgánica presente en Técnica de dilución aguas. Se manejan los siguientes indicadores: -DBO < 3ppm de O2 corresponde a aguas muy puras. - DBO entre 3-5 ppm de O2 corresponde a aguas con pureza intermedia. - DBO > 8 ppm de O2 corresponde a aguas contaminadas - DBO entre 100-400 ppm de O2 corresponde a aguas residuales urbanas. - DBO > 400 hasta 10.000ppm de O2 corresponde a aguas industriales. El valor DQO junto con el de DBO, permite establecer las condiciones de biodegradabilidad y se requiere para determinar la eficiencia de las unidades de tratamiento. La relación DQO/DBO se conoce como índice de biodegradabilidad: DQO/DBO = 1,5 indica materia orgánica muy biodegradable. DQO/DBO = 2,0 indica materia orgánica moderadamente biodegradable.

Digestión y titulación colorimétrica del dicromato residual


DQO/DBO = 10 indica materia orgánica poco biodegradable. También se tienen establecidos indicadores con la relación DBO/DQO, así: DBO/DQO < 0,2 corresponde a contaminantes no biodegradables. DBO/DQO > 0,6 corresponde a contaminantes biodegradables. Ejercicio 3 . Defina el concepto de dureza en el agua, clasifique los tipos y la correcta

expresión de cada una. LA DUREZA: se define como la concentración de todos los cationes metálicos no alcalinos presentes (iones de calcio, estroncio, bario y magnesio en forma de carbonatos o bicarbonatos) y se expresa en equivalentes de carbono de calcio y constituye un parámetro muy significativo en calidad del agua. Esta cantidad de sales afecta la capacidad de formación de espuma de detergentes en contacto con agua y representa una serie de problemas de incrustación en equipo industrial y doméstico, además de resultar nociva para consumo humano. Clasificación de la dureza del agua: De acuerdo con los contenidos de carbonatos de agua, esta puede clasificarse en los siguientes tipos de dureza.

Denominación

Ppm de CaCO3

Muy suaves

0-15

Suaves

16-75

Medias

76-150

Duras

150-300

Muy duras

Mayor a 300


Ejercicio 4. En el siguiente esquema se representan los procesos de una planta de

tratamiento de aguas; con la información suministrada, indique qué contaminante se trata en cada proceso y qué reactivos y/o productos se adicionan:

De acuerdo a la guía anexo 1 (lectura) y la literatura lo que ocurre en cada proceso es lo siguiente. Para favorecer la volatización se procede mediante el arado. El

Volatilización pasiva 1. Aireación

riego también favorece el

para contaminantes volátiles.

proceso

Se emplean coagulantes con

2. Coagulación

Reaccionan con la alcalinidad del agua y

rangos de pH de cinco

compuestos alcalinos

a ocho

dañinos

Ocurre por acción

3. Decantación

Se crean 2 fases: una de materia orgánica, demás contaminantes y otra de agua

de la gravedad

Se separan la materia

A través de unos poros ocurre la separación

4. Filtración

orgánica junto a los otros contaminantes del agua


Se adiciona cloro con pH menor a seis

5. Desinfección

Se logra oxidar el CN- , el Hierro (Fe) y el Manganeso (Mn), y remover el olor

Ejercicio 5. Considere un agua residual industrial que contiene las siguientes especies

químicas contaminantes: metales pesados, cianuros, fenoles y sales disueltas. Establezca por medio de qué parámetros podría identificar la presencia de esas especies químicas y qué tratamientos utilizaría para su eliminación .


BIBLIOGRAFÍA San Vicente del Caguan (2008). Héctor Fabián, 18 abril, Recuperado de: http://hefapa.blogspot.com.co/2008/04/donde-queda_18.html Causas contaminación del agua (2017) Copyright. Recuperado de: http://contaminacionagua.org/causas-contaminacion-agua/ Impacto ambiental (2013) contaminación del agua, 28 febrero. Disponible en: http://impactosambientalesdelagua.blogspot.com.co/2013/01/contaminacion-del-agua.html Triana, M. (2010). Química y componente hídrico. En Módulo Química Ambiental (Evaluación y Control de Contaminación) (págs. 16-176). Bogotá, Colombia: UNAD Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/7618

FASE 1 - Planificacion quimica ambiental

Recommend Documents