Ica f. a&p Diana Melendez

CALIDAD DE AGUA DE LOS RIOS DE SANTIAGO DE CALI EN SU CUENCA URBANA

0. Marco TericoEVALUACIN DEL INDICE DE CALIDAD DE AGUA (ICA) A LOS RIOS CALI, CAAVERALEJO, LILI, MELENDEZ Y AGUACATAL EN PERIODO HIDRICO SECO (VERANO)1. Calidad de Agua

Los ndices de calidad de agua se basan en modelos matemticos de los procesos bsicos que determinan el estado de la calidad de agua de las fuentes hdricas. El ndice de Calidad de Agua, es una medida de la condicin del ecosistema y su capacidad para mantener la vida, en trminos cualitativos y cuantitativos.

El ndice de Calidad de Agua ICA, fue desarrollado en el ao de 1970 por la Fundacin de Sanidad Nacional de los Estados Unidos (NSF), creado para medir los cambios en la calidad de agua en tramos de los ros, en el espacio y el temporalmente. Es una funcin matemtica en la que intervienen nueve (9) parmetros determinsticos de la condicin fisicoqumica y bacteriolgica, en la que se pondera, entre 0 100%, como una medida del peso priorizada del parmetro en la determinacin de la condicin de las aguas.

Expresin numrica:

(2.8)

Tabla 2.26. Variables y pesos del ICAParmetrowi

% de Saturacin de O20.17

Coliformes Fecales (UFC/100 mL)0.15

pH (unidades)0.12

DBO5 (mg/L)0.10

Nitratos (mg/L)0.10

Fosfatos (mg/L)0.10

Temperatura (C)0.10

Turbiedad (UNT)0.08

Slidos Totales (mg/L)0.08

1.1. ndice de Calidad de Agua

2. Caracterizacin

2.1. Resultados de calidad

2.2. Anlisis de Calidad del Agua

3. Contraste resultados Univalle y Fundacin Agua y Paz

4. Conclusiones y Recomendaciones

RIO MELENDEZpH (unidades)

Es una medida del carcter cido, neutro o alcalino del agua. La mayor parte de las aguas superficiales tienen un pH que se encuentra entre 6.5 y 8.5 unidades. Salvo en el caso de vertimientos industriales particulares o de condiciones geolgicas especficas, es poco usual que las aguas superficiales presenten un pH lejano a este intervalo.

Referente a lo biolgico, los peces de agua dulce en general tienen un mejor desarrollo en aguas con pH entre 6.5 y 7.0 unidades, Zuiga argumenta que los peces pueden aclimatarse fcilmente a ambientes alcalinos, mientras que en aguas acidas no tienen ninguna adaptabilidad. En la Tabla 1 se presentan los resultados de los estudios realizados por la Universidad del Valle y la Fundacin Agua y Paz, en el anlisis de calidad de agua del Ro Melndez.

Tabla 1. Valores Histricos de pH (unidades)Fuente: FUNDACIN AGUA Y PAZ, 2013

SeccionesAo - Periodo

2004 - Seco2013 - Seco

Inicio permetro urbano7.797.83

Salida del permetro urbano 7.196.93

Figura 1. Contraste de pHFuente: FUNDACIN AGUA Y PAZ, 2013

En la Figura 1, se presenta el comportamiento del pH del ro Melndez en los ao 2004 2013 en periodo seco, de donde se observa un decaimiento a la altura de la confluencia del ro con el Canal Sur.

El origen del descenso es ocasionado por vertimientos de aguas residuales, lo cual conduce a la disminucin de los niveles de oxgeno disuelto, lo que a su vez implica una perdida de la capacidad de la fuente para degradar la carga orgnica contaminante, lo que con lleva a la generacin de AGVs y H2S que alteran el pH del ro. Igualmente se observa que los datos registrados de pH al inicio del permetro urbano, se han mantenido dentro de un rango de 7.79 7.83 unidades,por lo que se puede asegurar que los valores histricos registrados se encuentran en el intervalo normal. TemperaturaLa temperatura es un factor condicionante segn autores como Odum y Warret 2006, la gran mayora de las especies se encuentran restringidas a un intervalo de temperatura. La temperatura promedia de la regin a lo largo del ao se mantiene entre los rangos (24C 25C) siendo favorable para la mayora de las formas de vida.

Tabla 2. Valores Histricos de Temperatura (C)

Fuente: FUNDACIN AGUA Y PAZ, 2013


2004 - Seco2013- Seco



Figura 2. Ro Melndez - Medicin de Temperatura (C)Fuente: FUNDACIN AGUA Y PAZ, 2013Las anteriores mediciones permiten inferir que la temperatura en el ro Melndez se ha mantenido dentro de un rango neutro espacial y temporalmente (24 25.87 C), por lo cual no se esperan cambios bruscos que puedan comprometer o alterar la concentracin de oxgeno disuelto y la biota acutica.

El promedio de la temperatura en el ro Melndez al inicio del permetro urbano es de 23.38 C, mientras que en la parte final del permetro urbano es de 26,31C, debida principalmente al efectos de menor incidencia de la radiacin solar por proteccin de la cobertura vegetal sobre la lmina de agua. En general se considera que el ro Melndez est dentro del rango de la temperatura ambiente de la ciudad.Turbiedad

La turbiedad en el agua es originada por la presencia de partculas disueltas y en suspensin, como arcillas, material orgnico e inorgnico, compuestos orgnicos solubles coloreados, plancton y otros microorganismos.Tabla 3. Valores histricos de Turbiedad (NTU)

Fuente: FUNDACIN AGUA Y PAZ, 2013SeccionesAo - Periodo

2004- Seco2013- Seco



Figura 3. Ro Melndez - Medicin de Turbiedad (NTU)Fuente: FUNDACIN AGUA Y PAZ, 2013

La turbiedad en el Ro Melndez como se muestra en la figura 3, se observa una disminucin en el ao 2013, es casi 2 veces menor a la presentada el ao 2004, la disminucin del nivel promedio de Turbiedad pudo deberse a que se presentaron pocas lluvia en la fecha de muestreo en la cuenca alta, por ende se present poco arrastre de slidos del lecho del Ro y de sus laderas. Aunque el rango de Turbiedad para la muestra tomada en punto de salida del permetro urbano se considera alto para los dos aos, es comn encontrarlo en fuentes hdricas en condiciones naturales.DBO5

Uno de los ensayos ms importantes para determinar la concentracin de la materia orgnica de aguas es el ensayo de DBO5. Esencialmente, la DBO5 es una medida de la cantidad de oxigeno utilizado por los microorganismos en la estabilizacin de la materia orgnica biodegradable, bajo condiciones aerbicas, en un periodo de 5 das y a 20 C. El ensayo supone la medida de la cantidad de oxigeno consumido por organismos vivos en la utilizacin de la materia orgnica presente en un residuoTabla 4. Valores histricos de DBO5 (mg O/L)SeccionesAo -periodo

2004-Seco2013-Seco



Figura 4. Ro Melndez - Medicin de DBO (mg O/L)

Los resultados indican que al inicio del permetro urbano las concentraciones de materia orgnica han aumentado. Segn estudio Universidad del Valle; 2004, se registraron valores de 2.02 mg DBO/L, mientras que a travs del presente estudio, se encontraron valores de 4.9 mg DBO/L. As mismo, final del permetro urbano, la campaa de monitoreo realizada por Fundacin Agua y Paz, registra una disminucin de 21.97 mg DBO/L, lo cual contrasta con lo encontrado en el ao 2004. Lo anterior, refleja la eficacia de los programas de reduccin de carga contaminante llevados a cabo por el Operador del Sistema de Alcantarillado (EMCALI), en cooperacin con las Autoridades Ambientales, logrando disminuir sustancialmente las conexiones erradas domiciliarias, mantenimiento de estructuras de separacin, construccin de colectores e interceptores, entre otros programas constitutivos de los planes en ejecucin.DQO

La demanda qumica de oxigeno es un parmetro analtico de polucin que mide el material orgnico en una muestra liquida mediante oxidacin qumica. La determinacin de DQO es una medida de la cantidad de oxigeno consumido por la porcin de materia orgnica existente en la muestra y oxidable por un agente qumico fuerte.

Tabla 5. Valores histricos de DQO (mg O/L)SeccionesAo

20042013



Figura 5. Ro Melndez - Medicin de DQO (mg O/L)Fuente: HIDROAMBIENTAL, 2013

En la Figura 5 se puede observar que en la salida del permetro urbano se presentaron mayores niveles de DQO esto se debe que en este punto el ro en todo su recorrido ha tenido gran incidencia de vertimiento de agua residual domstica, como tambin de posibles porquerizas ubicadas sobre la rivera del rio que vierten directamente sus aguas sin ningn control a este cuerpo superficial.La relacin entre la DQO y la DBO conocida como ndice de Biodegradabilidad indica la susceptibilidad a la biodegradacin.

La relacin entre la DQO y la DBO indica la cantidad de sustancias que no se degradan biolgicamente, los valores superiores a 1.5 indican que las sustancias son moderadamente biodegradablesTabla 6. Relacin DQO/DBO (mg O/L)

Fuente: HIDROAMBIENTAL, 2013


2004- Seco2013- Seco



La Relacin DQO/DBO calculada indica que no hay presencia de sustancias no biodegradables, las relaciones encontradas en el ao 2013 indican que en el agua predominan sustancia moderadamente degradables biolgicamente, esto puede suponer que el ro en el presente ao ha disminuido la presencia de iones que interfieren en este proceso, como nitritos, cloruros, sulfitos y sulfuros.

Oxgeno Disuelto

El suministro de oxgeno en el agua procede principalmente de dos fuentes, la fotosntesis de las plantas acuticas y la difusin en la atmosfera. Adum y Warren 2009 sostienen que el oxgeno es uno de los elementos limitantes en particular en en aguas con fuerte carga orgnica.

La reduccin de oxgeno disuelto adems de afectar la respiracin de los organismos acuticos, puede incrementar la toxicidad de agentes venenosos como sales de cobre, zinc, plomo y compuestos famlicos, muy frecuentemente en aguas residuales industriales. (Zuiga, 1996).Tabla 6. Relacin OD (mg O/L)



2004 Seco2013 - Seco



Figura 6. Ro Melndez - Medicin de OD (mg O/L)


Segn el Decreto 1594 de 1984 el cual reglamenta los usos del agua y residuos lquidos establece que para la preservacin de flora y fauna en cuerpos de agua, la concentracin de oxgeno disuelto no debe ser inferior a 4mg/L. lo que indica que para el inicio del permetro urbano la calidad del agua es apta para la conservacin del ecosistema, como lo muestra la Tabla 6 donde las concentraciones de oxgeno disuelto oscilan entre (7.13 7.88 mg O/L), mientras que el punto de salida del permetro urbano las concentraciones disminuyen entre (2.13 3.78 mg O/L), teniendo en cuenta que para el ltimo ao de estudio la concentracin de oxigeno ha aumentado en (1.65mg O/L), gracias a los controles que se han ejercido por las entidades competentes en la erradicacin de las conexiones erradas de agua residual a este cuerpo superficial.NitrgenoPara Romero (1996), en programas de control de polucin de ros, es necesario conocer los valores de las formas de nitrgeno. El nitrgeno, por una parte, es uno de los elementos esenciales para el crecimiento de algas y, por otra parte, causa una demanda de oxgeno al ser oxidado por las bacterias nitrificantes, reduciendo los niveles de oxgeno disuelto. En general, en aguas residuales, el contenido de nitrgeno total es de 20 70 mg/L mientras que en ros y aguas sin polucin fuerte de 0.1 3mg/L.

NitratosLos nitratos (NO3) son sales muy solubles, derivadas del nitrgeno, que se pueden encontrar en alimentos y aguas de bebida. Derivan principalmente del empleo de fertilizantes nitrogenados, excretas de animales, descargas de desechos sanitarios e industriales, y del uso como aditivos alimentarios (conservas de pescado y carnes).

En las aguas superficiales, como los ros y lagos, la concentracin de nitratos es habitualmente baja, de algunos mg/l (excepto que exista un nivel importante de contaminacin). Concentraciones de nitratos que no sobrepasan las 5 a 10 mg/l es posible encontrarlas tanto en ros como en acuferos no contaminados (URL 1).

Tabla 7.Valores histricos de Nitratos (mg NO3/L)Fuente: HIDROAMBIENTAL, 2013


2004 - Seco2013 - Seco



Figura 5. Ro Melndez - Medicin de Nitratos (mg NO3/L)


Coliformes Totales y Fecales

Romero (1996) sostiene que el agua contiene sustancias nutritivas para permitir el desarrollo de diferentes microorganismos. Muchas de las bacterias del agua provienen del contacto con el aire, el suelo, animales o plantas vivas o en descomposicin, fuentes minerales y materia fecal.

El grupo coliforme es un indicador de excrementos humanos y animales de sangre caliente y sangre fra, por lo que encontrarlas es un indicador de presencia de vida (fauna) en el ro o en su cuenca de drenaje.

Sin embargo en las heces fecales pueden encontrarse organismos patgenos de origen bacterias, protozoos patgenos y virus que afectan a la salud humana en caso de que el agua sea para consumo humano.Tabla 8. Valores histricos de Coliformes Totales (NMP/100mL)

Fuente: HIDROAMBIENTAL, 2013SeccionesAo -Periodo

2004 - Seco2013 - Seco

Inicio permetro urbano5.60E+034.70E+02

Salida del permetro urbano 1.11E+078.01E+04

Figura 6. Ro Melndez Medicin de Coliformes Totales (NMP/100mL)Fuente: HIDROAMBIENTAL, 2013

Tabla 9. Valores histricos de Coliformes Fecales (NMP/100mL)Fuente: HIDROAMBIENTAL, 2013


2004 - Seco2013 - Seco

Inicio permetro urbano1.33E+032.54E+02

Salida del permetro urbano 2.67E+069.40E+03

Figura 7. Ro Melndez Medicin de Coliformes Totales (NMP/100mL)


La presencia de Coliformes Fecales se ha disminuido exponencialmente, en el ao 2013, como se muestra en las Tablas anteriores, las concentraciones variaban entre 1.33E+03 NMP/100ml y 2.67E+06 NMP/100ml, para el ao 2004 y en el ao 2013 alcanzaron concentraciones de 9,30E+03 NMP/100ml.en la salida del permetro urbano.La presencia de Coliformes Fecales indica presencia de contaminacin por aguas residuales domsticas, lo que resulta coherente puesto que el ro Melndez a un recibe descargas de agua residual, a medida que atraviesa la zona urbana del municipio de Cali.

Lo anterior significa que el uso del ro Melndez como fuente de consumo de agua genera un riesgo biolgico a la salud humana y tampoco podrn utilizarse para uso recreativo de acuerdo al decreto 1594 de 1984, el cual establece que como mxima concentraciones de coliformes totales es de 5.0 E +05 y Fecales de 1.0 E + 03BibliografaRomero, J. (1996). Acuiquimica. Escuela Colombiana de Ingeniera. Bogot. Colombia.

URL- 1. Google - http://www.cdaguas.com.ar/pdf/aguas/06_Nitratos_en_agua_potable.pdfZuiga, M.C. (1996). Contaminacin de Corrientes Acuticas, Universidad del Valle. Santiago de Cali. Colombia.

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