Monitoreo Ambiental – Agua PDF

MONITOREO AMBIENTAL – AGUA SL-1002 Técnicas para el monitoreo y auditorías ambientales  Un monitoreo puede definirse como la medición sistemática de variables y procesos a través...

MONITOREO AMBIENTAL – AGUA SL-1002 Técnicas para el monitoreo y auditorías ambientales  Un monitoreo puede definirse como la medición sistemática de variables y procesos a través del tiempo (Spellerberg, 2005). En particular, un monitoreo de calidad de agua es un estudio del agua que se realiza con el objetivo de conocer las fluctuaciones en determinados parámetros físicos, químicos y biológicos y Monitoreo de Agua analizar si sus características son aptas para recreación, potabilización y/o protección de la vida  Objetivos del Monitoreo de Calidad del Agua – Caracterizar la calidad del agua e identificar los cambios tendencias en el tiempo. – Identificar los problemas de calidad del agua específicos existentes o emergentes. – Reunir información para diseñar programas específicos de prevención o remediación de la contaminación. – Determinar si las metas de un programa de reducción de la contaminación -como el cumplimiento de los reglamentos o la implementación de acciones efectivas de control de la Fines de un Monitoreo de la Calidad del Agua EIA Ciencia e Explotación del Investigación – recurso hídrico pronósticos ambientales Cumplimiento Daños y prejuicios Legal ambientales  ¿Que Sistema de Agua Sistema de vamos a Cuerpos de abastecimi subterráne tratamient monitorear Agua ento a o ? ¿Que vamos Agua Agua a Agua Potable Ordinaria Especial monitorear? Redes de Monitoreo Selección Frecuencia Toma de de sitios de del muestras muestreo Monitoreo Parámetros Reporte y físico - Análisis químicos Redes de Monitoreo SIG SCADA Técnicas de Monitoreo Análisis físico Bioindicadores y Pruebas de químicos y biomarcadores Toxicidad microbiológicos Legislación nacional No. 33903-MINAE-S. Reglamento para la evaluación y clasificación de la calidad de cuerpos de aguas superficiales No. 26042-S-MINAE Reglamento de reuso y vertido de aguas residuales No. 38924-S Reglamento para la calidad del Agua Potable  Bioindicadores Bentos Flora o fauna que vive en el fondo de cualquier ecosistema acuático de agua dulce, salobre o salado. Puede arrastrarse, socavar o mantenerse atado sobre cualquier sustrato. Macro invertebrados Bentónicos Organismo acuático perteneciente al grupo de los invertebrados que vive adherido al sustrato y con un tamaño tal que puede ser observado sin Metodologías Ríos o Ríos o quebradas con quebradas con Ríos o profundidades ≤ profundidades > quebradas de a 1 m y ancho ≤ a 1 m y ancho > difícil acceso a 15 m Técnica: a 15 m Técnica: Red Técnica: Red de mano con de mano con Sustrato malla malla artificial Zona de Zona de Zona de muestreo: muestreo: muestreo: Diferentes Orillas hasta 1 Diferentes micro habitas m de micro habitas dentro del río profundidad dentro del río Mecanismo de Mecanismo de Mecanismo de muestreo: muestreo: muestreo: muestra muestra Recolección de compuesta de compuesta de sustratos 3 submuestras 3 submuestras artificiales cada 5 m cada 5 m como mínimo ÍNDICE BMWP-CR El BMWP-CR (Biological Monitoring Working Party modificado para Costa Rica por Astorga, Martínez, Springer y Flowers) es un índice que se calcula sumando las puntuaciones asignadas a los distintos taxones encontrados en las muestras de macro invertebrados. La puntuación se asigna en función del grado de sensibilidad a la contaminación. Análisis Fisico - químico Índice Holandés de Valoración de la Calidad para los cuerpos de agua superficiales. Para clasificar un agua superficial se requiere sumar los puntos correspondientes en cada uno de los ámbitos respectivos, de cada una de las variables de acuerdo al siguiente cuadro. Análisis Físico - químico La suma obtenida de puntos se traslada seguidamente a un código de colores con el cual queda clasificada la calidad del agua del cuerpo receptor de acuerdo al grado de contaminación propio según el siguiente cuadro. Finalmente para cada clase desde la 1 a la 5 y su asignación correspondiente de color queda definida desde el estado de calidad no contaminada hasta aquel totalmente contaminado. Clase Sumatoria de Código Interpretación de puntos Color Calidad 1 3 Azul Sin contaminación 2 4–6 Verde Contaminación incipiente 3 7–9 Amarillo Contaminación moderada 4 10 – 12 Anaranjado Contaminación severa 5 13 - 15 Rojo Contaminación muy severa  Biomarcadores Cambios en la respuesta biológica normal a nivel molecular, celular, fisiológico o de comportamiento, que se miden en un organismo o sus productos y que se pueden relacionar con la exposición a agentes tóxicos en el ambiente. El seguimiento de variables físico- químicas para el monitoreo ambiental ha sido lo común a la hora de realizar estudios ambientales, el problema que nos encontramos es que ofrecen información de los niveles de contaminación ambiental, pero no de los efectos de estos contaminantes sobre los sistemas biológicos.  Biomarcadores Los ensayos con biomarcadores son útiles cuando ellos se pueden relacionar con el efecto tóxico y no solo con la exposición. Se utilizan en evaluación de riesgo porque dan información acerca de los efectos de los contaminantes. Su uso es complementario al monitoreo químico que incluye la determinación de los niveles ambientales de las sustancias químicas. Biomarcadores, respuestas biológicas y nivel organizacional Nivel de organización Biomarcador (ejemplo) biológico Molecular Activandos enzimaticos, ARN, aductos en el ADN Celular Alteraciones estructurales, en el retículo endoplasmático, errores en los cromosomas Órganos Alteraciones histológicas, índice gonadosomático, parámentos reproductivos e inmunológicos Parámetros fisiológicos, factor de condición, crecimiento, Individuos fertilidad, maduración Frecuencia genética, estructura de edades, distribución Población de tamaños Ecosistema Índices de diversidad, parámetros funcionales  La acetilcolinesteresa como biomarcador Como está enzima es común en varios grupos de seres vivos, se utiliza como indicador de exposición a tóxicos y son comunes estudios en peces, aves, mamíferos y en humanos. La colinesterasa es una enzima que se encarga de la hidrólisis del neurotransmisor acetilcolina. Puede encontrarse en sangre, músculo y cerebro. Pruebas de Toxicidad o Bioensayos Prueba para establecer la naturaleza y la magnitud del efecto que producirá un agente dado cuando los organismos o sistemas biológicos son APLICACIONES: expuestos a él. El establecimiento de niveles permisibles de contaminantes liberados al ambiente. El establecimiento de sitios prioritarios que requieran acciones de limpieza. La evaluación y predicción del efecto de nuevos productos químicos en el ambiente. Los estudios de biodisponibilidad y bioconcentración de contaminantes. La comparación de sensibilidad de varias especies de organismos a un compuesto dado. La evaluación de la efectividad de los sistemas de tratamiento de agua y el establecimiento de las condiciones óptimas de operación de las plantas tratadoras. La evaluación de la eficiencia de los métodos de remediación de suelos. Organismos más utilizados en pruebas de toxicidad Algas lombrices de tierra abejas Lombrices de tierra colembolas o abejones abejas Algas: Selenastrum pulga de agua “Daphnia” hidras anfípodos peces, aves y mamíferos Hidras Daphnias Anfípodos colémbolo  Forma de expresar los efectos ED50: dosis con 50% de efecto EC50: concentración con 50 % de efecto LD50: dosis que causa el 50% de mortalidad LC50: concentración que causa el 50% de mortalidad NOEC: concentración a la cual no se observan efectos NOEL: nivel al cual no se observa efecto  In situ Campo Mesocosm Bioensayo os Laboratori o Ensayos de Laboratorio Volúmenes pequeños Inadecuado para Poco reactivos organismos grandes Tiempos cortos de Complejas duración operaciones Bajos costos de Personal operación especializado Protocolos Difícil extrapolar estandarizados resultados a poblaciones Control de variables Ensayos en Campo Alta relevancia Caros ecológica Requieren Proporcionan gran experiencia y cantidad de planificación información Baja sensibilidad El resultado dependerá de las condiciones actuales In Situ Resultados Vandalismo es muy inmediatos común Más baratos que Correlaciones mescosmos podrían no ser Relevancia precisas ecológica Muchos parámetros que podrían interferir o enmascarar resultados. Mesocosmos Los tratamientos son Requiere de disponibilidad fácilmente replicables de mucho espacio Se pueden manipular Caros muchos factores Una inadecuada imitación ambientales del ambiente a estudiar Se puede estudiar efectos puede dar resultados directos e indirectos. inexactos. Cadenas tróficas Complejos Sirven excelentemente para evaluar contaminación ambiental. Bioensayos con Daphnia magna  Esta relación provee las bases para evaluar el daño y el riesgo que representan para los organismos las sustancias químicas presentes en el ambiente. sistema: in vivo (organismo completo). concentración (mg/L) 0 10 20 40 80 160 efecto (%) 0 0 5 45 90 100 respuesta Curva dosis-respuesta: Relación entre el efecto y la dosis a Una cierta duración de la exposición 1 1 dosis ensayos con semillas de lechuga (Lactuca sati nsayos con semillas de lechuga (Lactuca sativ Evaluar efectos fitotóxicos de compuestos puros o mezclas complejas en el proceso de germinación de las semillas y en el desarrollo de las plántulas durante los primeros días de crecimiento. Puntos finales Inhibición en la germinación Inhibición en la elongación de la radícula y el hipocótilo Utilizar una especie relativamente sensible a la contaminación Resultados: elongación de raíz % dilución Log (dilución) % inhibición de la raíz 1 0,00 5,99 3,2 0,51 2,86 10 1,00 13,35 32 1,51 47,41 100 2,00 55,18 Raiz 60.00 50.00 % inhibición 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 log (dilución) Resultados: elongación de tallo % dilución Log (dilución) % inhibición de la tallo 1 0,00 -2,28 3,2 0,51 8,62 10 1,00 7,48 32 1,51 44,87 100 2,00 72,24 80.00 70.00 Tallo 60.00 50.00 % inhibición 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 -10.00 log (dilución) Análisis Fisicoquímicos y Microbiológicos Muestreo Recolectar una porción de material lo suficientemente pequeña en volumen para ser transportada convenientemente pero lo suficientemente grande para propósitos de análisis, manteniendo la representatividad del material muestreado. Factores que determinan el tipo de muestreo Información requerida Los análisis a ser realizados Estipulaciones regulatorias Variación de las características físico químicas en el tiempo Accesibilidad al sitio de muestreo Seguridad en el sitio de muestreo Tipos de Muestreos Tipos de Muestreo Compuest Simple a Puntual, En el Al flujo individual tiempo o discreta  Simple  Cuando la muestra se toma en un momento dado y no se mezcla con alguna otra  Representa las condiciones exactas en el momento  Es utilizado para estudiar las variaciones de la composición del flujo de vertido en un tiempo determinado  Se prefiere que el flujo de vertido es intermitente  Este tipo de muestreo es útil cuando algunos de los componentes del vertido son inestables o no se pueden Compuesta  Se prepara combinando una serie de muestras simples tomadas en un periodo de tiempo determinado a intervalos de flujo  Representa la composición promedio en un intervalo de tiempo o flujo  Puede ser tomada de forma manual o automática  Tipo de muestreo preferible a nivel regulatorio Compuesta en el tiempo  Se toman volúmenes fijos de muestra en intervalos de tiempos iguales  No es recomendable cuando existen variaciones muy fuertes en el flujo de vertido  El volumen y tiempo total de muestreo así como el numero de submuestras dependen del: análisis a realizar, duración del muestreo, grado de exactitud, requerimientos regulatorios  Durante el mezclado de las submuestras debe de habar buna agitación y evita el trasvase demás. Proporcional al flujo  Se prepara combinando una serie de muestras simples cuyo volumen proporcional al flujo varia proporcional al flujo de vertido  Puede hacerse variando el volumen de la submuestra o la frecuencia de muestreo, en directa proporción al flujo  Es más representativo que el que el muestreo compuesto de volumen fijo. Tipo de muestreo según parámetro Parámetro Tipo de Parámetro Tipo de muestreo muestreo recomendado recomendado pH Simple Sólidos Simple, compuesto DQO Simple, Metales Simple, compuesto compuesto DBO Simple, Fósforo total Simple, compuesto compuesto GyA Simple Amonio Simple, compuesto DO (electrodo) Simple CT & CF Simple SAAM Simple, compuesto Instrumentos Mide Caudal y Velocidad Molinete Pescadores Instrumentos Permite obtener un registro continuo de las variaciones del nivel del agua Limnígrafo Instrumentos Ph - Metro Oxígeno Disuelto Instrumentos Muestreos Microbiológicos Instrumentos Hielera Recipient Sitios Desfogues a cuerpos de agua Sitios Desfogues a alcantarillados Sitios Vertederos Sitios Canaletas