PRÁCTICA Nº 03-04-05

DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA DE RIO………..MEDIANTE PARAMETROS FÍSICOS, QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS

(FASE DE CAMPO, LABORATORIO Y GABINETE)

PRÁCTICA N° 3: PRIMERA PARTE: MONITOREO EN CAMPO"Un país con problemas de agua, es el latir de un corazón que lucha por existir"

I. INTRODUCCIÓNLa calidad del agua se determina en base a la medición de los factores físicos, químicos

y biológicos de un ecosistema acuático. La dinámica poblacional de un ecosistema acuático depende de la calidad de agua que presenta dicho cuerpo de agua, de la presencia de sales minerales y materia orgánica necesaria para la vida del fitoplancton, zooplancton, plantas y animales. El agua debe ser lo suficiente transparente para que la luz del sol pueda penetrar en ella y se desarrolle la fotosíntesis, proceso indispensable para los organismos del primer eslabón de las cadenas tróficas acuáticas.

El deterioro de la calidad del agua supone un grave problema ambiental, económico, ecológico y social. Cada segundo, la industria, las ciudades, las zonas agrícolas, vierten toneladas de residuos a los ríos y a las costas. Cada litro de agua contaminada que se vierte significa la pérdida de cien litros de agua potable. Es necesario realizar monitoreos continuos de vigilancia de la calidad de las aguas de nuestros ríos y del agua potable que consumimos. Por esto, en la presente práctica se propone estimar la calidad del agua de un río de la zona.

OBJETIVOS

Determinar los parámetros físicos de un cuerpo de agua: temperatura, turbiedad, conductividad eléctrica y características organolépticas.

Determinar algunos parámetros químicos del agua: pH, CO2, O2, dureza, nitratos. Determinar un parámetro biológico representativo: macroinvertebrados bentónicos

de un cuerpo de agua.

II. MATERIAL Y MÉTODOSMaterial por la cátedra: Por el alumno:

Equipo HACH (Reactivos para análisis) Guantes quirúrgicos Conductímetro digital Libreta de apuntes Phmetro digital Plumón de tinta endeleble Oxímetro 04 Envases plásticos con tapa hermética

(100 mL) Espectrofotómetro portátil 10 Bolsas plásticas resistentes GPS Cámara fotográfica 02 pizetas con agua destilada Botas de jebe Termómetros de canastilla Red manual de captura para

macroinvertebrados 01 frasco de alcohol

02 palas pequeñas de jardinería01 wincha

CAUDAL? se puede hacer???????????Metodología La elección del punto de muestreo es una decisión muy importante al momento de la toma de las muestras, para esto se debe seguir las normas técnicas respectivas, seleccionando sitios en que el agua presente un flujo uniforme. Para obtener muestras representativas y no alteradas, los envases de polietileno deben estar completamente limpios, lavados con agua destilada y homogeneizados con el agua del lugar de recolección. Los envases en los que se toman las muestras son debidamente rotulados, con identificación de la fuente, fecha y hora de muestreo y otros adicionales referentes al punto de muestreo.

A. Determinación de parámetros físicos

Temperatura:- Primero se expone el termómetro de canastilla y luego se realiza la medición de la temperatura del aire, bajo un lugar sombreado.- Segundo se introduce el termómetro de canastilla dentro del agua de río, también de cuidarse que la medición sea bajo sombra, esperar 3 minutos y hacer la lectura.* En el pH metro, también se obtiene datos de temperatura del agua.

Aspecto: Puede ser límpido, opalescente (lechoso), levemente turbio, o coloreado de algún tono en particular.

Sedimentos: Se observa en un recipiente transparente con un diámetro aproximado de 10 mL Si los contuviera se recomienda observar microscópicamente el sedimento.

Turbiedad:Se puede obtener la información con el disco Secchi o tomar datos directamente con el Turbidímetro

B. Determinación de parámetros químicos: Con el equipo HACH, puede analizarse: pH, OD, CE, nitratos, sulfatos,

pH:

- Lavar los electrodos del pHmetro con agua destilada. y calibrar el pHmetro con dos disoluciones tampón de pH 4 y 7. Lavar y secar los electrodos con agua destilada

- Obtener la cantidad necesaria de agua del río y la vaciarla en un vaso de precipitados, e introducir el electrodo de manera que quede totalmente sumergido. - Esperamos que la cifra que muestra la pantalla del pHmetro se estabilice y finalmente anotamos el valor de pH de la muestra de agua.

C. Para recolección de macroinvertebrados bentónicos:

- Seleccione una zona de fácil acceso al muestreo, con la wincha, mida una area determinada.- El muestreo se realiza mediante la colocación en el río, de una red de mano de 250 μm de poro, dirigida contracorriente, con el fin de que penetren en ella los organismos arrastrados al remover con la pala, el sustrato situado inmediatamente aguas arriba de la red. Se muestrean toda la variabilidad de habitats existentes en la estación de muestreo. La recolección se complementa  mediante la búsqueda visual. - La muestra colectada en la red, (aproximadamente 500gramos), se vacía en las bolsas plásticas, se agrega 10 mL de alcohol como conservante, se rotulan y están listas para ser trasladadas al laboratorio.

III. RESULTADOS

FICHA DE CAMPO: Complete los datos que se solicitan:

Nombre del punto de muestreo: Hora del muestreo:

Coordenadas de ubicación: Fecha del muestreo:

Altitud: Sub Cuenca:

Descripción de las características ambientales: Soleado, lluvioso, nubosidad,

Descripción de las características del punto: (Características físicas, actividades humanas cercanas)

Otros datos de campo:

Características organolépticas del agua:

T °C Aire

T °C Agua

Ph CO2 OD Fosfatos Nitritos Cond.Elec. Otros

Esquematice los organismos que observa en el Microscopio compuesto y de disección.

IV. DISCUSIÓN:

1.- ¿Cuáles son las características de un macroinvertebrados bentónico para ser considerado un indicador de la calidad del agua?

2.- Analice la importancia del biomonitoreo y que ventajas presenta, frente a los análisis físico-químicos

3.- En el siguiente cuadro, cite ejemplos de los parámetros que determinan la calidad del agua

PARÁMETROS EJEMPLOS

Físico Características organolépticas (olor, color y sabor)

-               Temperatura (la temperatura óptima es de 8-15ºC)Conductividad (gracias a las sales)

-    TurbidezQuímico Parámetros orgánicos: miden la cantidad de materia orgánica que

hay en el agua. A > cantidad de materia orgánica en el agua < calidad del agua.

Parámetros inorgánicos: los más usuales son el pH y la concentración de sales.

Biológico Todos los organismos que se encuentran en el agua son importantes en el momento de establecer el control de la calidad de la misma sin considerar si tienen su medio natural de vida en el agua o pertenecen a poblaciones transitorias introducidas por el ser humano

La normativa recoge una serie de análisis microbiológicos según se efectúe sobre las aguas un análisis mínimo, coliformes totales y fecales; uno normal, los anteriores más estos, bacterias aerobias a 37ºC, estreptococos fecales, clostridios sulfito-reductores; o completo, los anteriores más aerobias a 22ºC, microoganismos parásitos y/o patógenos.

4.- Conceptualice los siguientes términos y determine la unidad de medida.

Parámetro Concepto /Definición Unidad de medida

pH El pH es una medida de la acidez o alcalinidad de una solución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias.. Este término fue acuñado por el químico danés Sørensen, quien lo definió como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno

Conductividad Elec.

La conductividad eléctrica es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente eléctrica a través de sí. También es definida como la propiedad natural característica de cada cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones (y huecos en el caso de los semiconductores) pueden pasar por él.

DBO La demanda bioquímica de oxígeno (DBO) es una prueba usada para la determinación de los requerimientos de oxígeno para la degradación bioquímica de la materia orgánica en las aguas municipales, industriales y en general residuales; su aplicación permite calcular los efectos de las

descargas de los efluentes domésticos e industriales sobre la calidad de las aguas de los cuerpos receptores. Los datos de la prueba de la DBO se utilizan en ingeniería para diseñar las plantas de tratamiento de aguas residuales.

DQO La demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro que mide la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay disueltas o en suspensión en una muestra líquida. Se utiliza para medir el grado de contaminación

mgO2/l

Dureza del agua Concentración de compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de agua, en particular sales de magnesio y calcio. Son éstas las causantes de la dureza del agua, y el grado de dureza es directamente proporcional a la concentración de sales metálicas.

Nitritos El ion nitrito es NO2−. El anión es angular, siendo

isoelectrónico con O3.Los nitritos son sales o ésteres del ácido nitroso (HNO2). En la naturaleza los nitritos se forman por oxidación biológica de las aminas y del amoníaco, o por reducción del nitrato en condiciones anaeróbicas.

Nitratosson sales o ésteres del ácido nítrico HNO3. Los nitratos inorgánicos en los nitratos está presente el anión NO3

-. El nitrógeno en estado de oxidación +V se encuentra en el centro de un triángulo formado por los tres oxígenos. La estructura es estabilizada por efectos mesoméricos.

Fosfatos Los fosfatos son las sales o los ésteres del ácido fosfórico. Tienen en común un átomo de fósforo rodeado por cuatro átomos de oxígeno en forma tetraédrica.

Los fosfatos secundarios y terciarios son insolubles en agua, a excepción de los de sodio, potasio y amonio.

Metales Pesados Los metales pesados son un grupo de elementos químicos que presentan una densidad relativamente alta y cierta toxicidad para los seres Humanos. El término "metal pesado" no está bien definido. A veces se emplea el criterio de densidad

Oxigeno disuelto es la cantidad de oxígeno que está disuelta en el agua y que es esencial para los riachuelos y lagos saludables. El nivel de oxígeno disuelto puede ser un indicador de cuán contaminada está el agua y cuán

bien puede dar soporte esta agua a la vida vegetal y animal.

Límite Máximo permisible (LMP)

es la medida de la concentración o del grado de elementos, sustancias o parámetros físicos, químicos y biológicos, que caracterizan a un efluente o una emisión, que al ser excedida causa o puede causar daños a la salud, al bienestar humano y al ambiente. Su cumplimiento es exigible legalmente por la respectiva autoridad competente.

4.- Determine las equivalencias de las siguientes unidades de medida

Siglas de unidad de medida Nombre Equivalencia en otras unidades:

Ppm Partes por millón mg/l: g/m³

Ppb Partes por billón mg/l: mg/m3

µS/cm Micro Siemens por centímetro

µmhos/cm: ppm

Traer la tabla de clasificación de aguas por categorías según la nueva ley general de aguas del Perú, puede obtenerla de la siguiente dirección electrónica:

http://www.minam.gob.pe/dmdocuments/ds_002_2008_eca_agua.pdf

V. CONCLUSIONES

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

PRÁCTICA N° 4 SEGUNDA PARTE: FASE DE LABORATORIO

I. INTRODUCCIÓN:

En ecología, el término bioindicador se emplea para, especies o comunidades de organismos cuya presencia, comportamiento o estado fisiológico presenta una estrecha correlación con determinadas circunstancias del entorno, por lo que pueden utilizarse como indicadores de éstas. Los organismos vivos presentan adaptaciones evolutivas a determinadas condiciones ambientales y presentan límites de tolerancia a las diferentes alteraciones de las mismas. Es por su sensibilidad a condiciones adversas, por lo que son considerados buenos bioindicadores. 

De esta manera las variaciones inesperadas en la composición y estructuras de las comunidades de organismos vivos de los ríos pueden interpretarse como signos evidentes de algún tipo de contaminación. Las comunidades de macroinvertebrados son los mejores bioindicadores de contaminación acuática, debido a que son muy abundantes, se encuentran en prácticamente todos los ecosistemas de agua dulce y su recolección es simple y de bajo costo. Los órdenes de insectos utilizados en este estudio para estimar la calidad ambiental son: Ephemeroptera, Trichoptera, Plecoptera, Diptera, Odonata y Coleoptera.

Objetivos:

Conocer que es un indicador de calidad de agua Reconocer la presencia de invertebrados en lechos de ríos Identificar algunas organismos bentónicos recolectadas en campo Determinar la calidad del agua de un cuerpo de agua según al interpretar los resultados

obtenidos teniendo en cuenta la normativa vigente.

II. MATERIALES:

Por la cátedra: Por el alumno: Tamices con poro N°… …… 05 Frascos/envases plásticos con tapa de

100ml Microscopios y estereoscopios 01 balde plásticos de 5 litros Lupas 01 plumón de tinta endeleble Placas petri 01 frasco de alcohol al 70 % Pizetas 02 pinceles

Metodología:

- Colocar las muestras de suelo colectadas en campo en un balde y llenar con aproximadamente 3 litros de agua, remover y vaciar rápidamente sobre el tamiz, repetir el lavado de la muestra tres veces.

- El material colectado en el tamiz, recogerla en una placa petri, roturarla y empezar la observación en el microscopio.

- Proceder a la identificación, teniendo en cuenta la figura 1, y las tablas I y II

III. RESULTADOS:

Complete el siguiente cuadro: Para el reconocimiento de las comunidades, se utilizará el criterio de:presencia / ausencia y determinación de la abundancia relativa, determinación de la Diversidad, utilizando los Índices de Shannon

COMUNIDAD ACUÁTICA: MACROINVERTEBRADOS

ORGANISMOS ENCONTRADOS

Mollun- molusca

chironomidae

Figura 1. Los Anfípodos (1 y 2), larva de Odonato o libélula (3), Hirudineos o sanguijuelas (4), adulto y larva de Coleóptero de la familia Elmidae (5) y larvas de Plecópteros (6).

La Tabla I, se resume las principales características generales que presentan los macroinvertebrados bentónicos usados como bioindicadores de la buena calidad del agua. Así como también resume rasgos claves para poder realizar una identificación taxonómica rápida en el campo, y evaluarlos como bioindicador según los índices bióticos.

IMPORTANTE:

Dentro de los macroinvertebrados listados, solo algunas familias pertenecientes al Orden Díptera, fisiológicamente pueden resistir altos grados de contaminación acuática, ya sea en aguas estancadas o de corriente, siendo estos organismos considerados como buenos indicadores de aguas de baja calidad ver Tabla II.

IV. DISCUSIÓN

1.- ¿Qué es un IBCA (Indicadores Biológicos de Calidad de Agua)?

En general, todo organismo es indicador de las condiciones del medio en quese desarrolla, ya que de cualquier forma su existencia en un espacio ymomentos determinados responden a su capacidad de adaptarse a los distintosfactores ambientales. Sin embargo, en términos más estrictos, un indicadorbiológico acuático se ha considerado como aquel cuya presencia y abundanciaseñalan algún proceso o estado del sistema en el cual habita. Los indicadoresbiológicos se han asociado directamente con la calidad del agua más que conprocesos ecológicos o con su distribución geográfica. Es pertinente aclarar quemás que a un organismo, el indicador biológico se refiere a la población deindividuos de la especie indicadora, y en el mejor de los casos al conjunto deespecies que conforman una comunidad indicadora.El concepto de organismo indicador se refiere a especies seleccionadas por susensibilidad o tolerancia (normalmente es la sensibilidad) a varios parámetros.

Usualmente los biólogos emplean bioindicadores de contaminación debido a suespecifidad y fácil monitoreo (Washington, 1984). Odum (1972 in Vázquez, etal), define a los organismos indicadores como la presencia de una especie enparticular, que demuestra la existencia de ciertas condiciones en el medio,mientras que su ausencia es la consecuencia de la alteración de tales

IMPORTANCIA DE LOS INDICADORES BIOLOGICOSEl uso de especies para detectar procesos y factores en los ecosistemasacuáticos tiene varias ventajas:• Las poblaciones de animales y plantas acumulan información que losanálisis fisicoquímicos no detectan, es decir, las especies y comunidadesbióticas responden a efectos acumuladores intermitentes que endeterminado momento un muestreo de variables químicas o físicaspasan por alto.• La vigilancia biológica evita la determinación regular de un númeroexcesivo de parámetros químicos y físicos, ya que en los organismos sesintetizan o confluyen muchas de estas variables.• Los indicadores biológicos permiten detectar la aparición de elementoscontaminantes nuevos o insospechados.• Puesto que muchas sustancias se acumulan en el cuerpo de ciertosorganismos, su concentración en esos indicadores puede reflejar el nivelde contaminación ambiental.• Como no es posible tomar muestras de toda la biota acuática, laselección de algunas pocas especies indicadoras simplifica y reduce loscostos de la valoración sobre el estado del ecosistema, a la vez que seobtiene solo la información pertinente, desechando un cúmulo de datosdifícil de manejar e interpretar.UTILIDAD DE LOS BIOINDICADORESEl principal uso que se le ha dado a los indicadores biológicos ha sido ladetección de sustancias contaminantes, ya sean estos metales pesados,materia orgánica, nutrientes (eutrofización), o elementos tóxicos comohidrocarburos, pesticidas, ácidos, bases y gases con miras a establecer lacalidad del agua.En adición a esta utilización primordial, existen otra serie de fenómenos queno son de origen cultural y que se pueden determinar mediantebioindicadores como son por ejemplo:• Saturación de oxigeno• Condiciones de anoxia• Condiciones de pH• Estratificación térmica y de oxigeno en la columna de agua• Turbulencia del agua

2.- ¿Qué es un índice biótico de calidad de agua?

3.- ¿Qué es el índice BMWP?

4.- ¿Señale que otros componentes de la comunidad acuática , se consideran como bioindicadores?

6.- ¿Qué es un macroinvertebrado?

7. ¿Que factores determinan la calidad del agua de un río?

V. CONCLUSIONES

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS