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RESUMEN EJECUTIVO DE DIAGNOSTICOPARA EL DESARROLLO DE UN SISTEMA

DE GESTIN AMBIENTALEN EL MUNICIPIO DEL CARMEN COLOMBIA

QUIMICA DE LA HIDROSFERAMOMENTO 1 y 2

CURSO QUMICA AMBIENTAL (Evaluacin y Control de contaminacin)

PRESENTADO POR:ALVARO DAZ GONZLEZ - CDIGO 83056633

DIEGO HERNANDO CASTILLO - CDIGO 80731660JHON FREDY CAON ALFARO - CDIGO 80798425

JIMMY ANDRS LEN ROMERO - CDIGO 80541209HENRRY D. ORJUELA AVILA CDIGO 80238662

CURSO: 401549_10

Qca. Amb. MARCELA ANDREA ZAMBRANO BOTHADIRECTORA DE CURSO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA-UNADESCUELA DE CIENCIAS AGRCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE

BOGOTASEPTIEMBRE

2014

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CONTENIDO

INTRODUCCION..3

Error! Marcador no definido.1.OBJETIVOS....4Error! Marcador no definido.

1.1OBJETIVOGENERAL. . .........................5

1.2OBJETIVOSESPECIFICOS. .2.DESCRIPCION DE LA SITUACION PROBLEMA:6.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.7

4. PROCESOS QUIMICOS...12

5. AGENTES QUIMICOS..13

6. IDENTIFICACIN Y CLASIFICACIN DE CONTAMINANTES, SITUACINPROBLEMA, LAS CAUSAS, EFECTOS, SOLUCIONES187.METODOS DE MITIGACION O MINIMIZACION DE LA PROBLEMTICA21

CONCLUSIONES...25

BIBLIOGRAFIA...26

...........5

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1. INTRODUCCION

En la mayora de las fuentes hdricas, encontramos disueltas muchas sustancias comosales y compuestos, la mayora de estas no tendran presencia sin la accin de la manodel hombre, de los componentes qumicos que se encuentran presentes en los cuerposde agua y que son muy txicos encontramos Sb, As, Hg ,Pb, SE, Cu, Cd, los aportes deestos elementos a los distintos ciclos hidrolgicos, pueden provenir de dos partes, unadelos procesos geoqumicos por parte de las erosiones y de las escorrentas, el otro demanera antropognicas, los procesos industriales, las actividades humanas, la minera,son la mayor fuente de contaminacin a los recursos hdricos.

El objetivo de este trabajo es discutir y plantear de una forma colaborativa, los diferentesprocesos y alternativas que podemos poner en prctica, para estabilizar y controlar losvertimientos generados al rio La Paz, al recibir de parte de los municipios de El Carmeny Cab, todos los residuos provenientes de las distintas actividades que se llevan a caboen ellos.

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1. OBJETIVOS

Objetivo General

Identificar los procesos qumicos y naturales que ocurren en la ciudad de ElCarmen de acuerdo a la informacin suministrada y que afectan particularmentesu componente hdrico como lo son los ros, acuferos y costas.

Objetivos Especficos

Reconocer los impactos ambientales al ecosistema hdrico y por consiguiente alos habitantes de la ciudad de El Carmen, que conllevan al deterioro de la calidadde vida y afecciones a la salud.

Describir detalladamente los procesos qumicos ocurridos como causa de lasactividades antrpicas en la ciudad de El Carmen, de tal manera que se haga unplanteamiento tcnico que permita tomar decisiones adecuadas para suremediacin o mitigacin.

Determinar la desproporcin entre los factores econmico, ambiental y social asconcluir cul de los tres es el dominante, para luego procurar equipararlos de talmanera que se logre el progreso y el desarrollo sostenible de la ciudad de ElCarmen.

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1. DESCRIPCIN DE LA SITUACIN PROBLEMA

El Ro La Paz, abastece de agua potable a la poblacin de El Carmen; la cual seencuentra ubicada en una zona costera a 23 m.s.n.m, tiene una poblacin de 500.000habitantes y su desarrollo econmico proviene de la agricultura, la pesca, la industriamanufacturera y explotacin minera artesanal; entre las industrias manufactureras, se

encuentran dos Empresas de produccin y comercializacin de refrigerantes, entre ellosaires acondicionados.

El ingreso por Per-cpita es de cuatro salarios mnimos legales vigentes, lo cual hace quela poblacin tenga una produccin de residuos constante y el promedio de vehculos porfamilia (~ 4 habitantes) es de dos.

La fuente hdrica de abastecimiento, presenta niveles de contaminacin porsuspensiones acuosas de arenas y arcillas provenientes de la meteorizacin deminerales; as como la contaminacin generada por la solucin de gases y iones en elagua, provenientes de las actividades antropognicas y de procesos naturales, algunosde ellos son el CO2, N2, O2, CH4, H2S, NH3, K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Cl-, SO43-, SO42-,HCO3-, NO3-, F-, PO43-, NO3-, NH4+, CH3COO-, H3O+, HsO3-.

El agua es tratada en la Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP), donde empleancloro como mtodo de desinfeccin, cuyo pH es menor a seis, logrando oxidar el CN -, elHierro (Fe) y el Manganeso (Mn), y remover el olor y la materia orgnica. En el tratamientodel agua, se emplean coagulantes con rangos de pH de cinco a ocho. Los niveles denitritos, nitratos y fluoruros son de (0.5, 12, y 1.1, respectivamente) y concentracin de 3

ppm de carbono orgnico (Res 2115), para el agua que se dispone en la red dedistribucin de agua potable.

Nota: cuando el pH es superior a seis, el cloro al reaccionar con el agua, genera doscido como subproductos de desinfeccin (cloro residuos libre), los cuales puedenreaccionar con cido ntrico, dando paso a la formacin de clora minas.

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La vida acutica, ha experimentado un impacto ambiental por el deterioro de corales quecontienen carbonato de calcio, causado por niveles de pH inferiores a 4.3

La explotacin minera artesanal, emplea Mercurio (Hg) para la extraccin de Oro (Au)formando una amalgama, la cual al ser sometida a temperaturas superiores de 357 C

(temperatura de ebullicin del Hg), separa el Au del Hg el cual pasa a estado gaseoso.La industria minera pro ser artesanal, no tiene controles de emisiones ni de vertimientos,los cuales desembocan al Ro La Paz aguas abajo de la boca toma de la PTAP.

En la poblacin de Cab, ubicado a 50 Km de la poblacin de El Carmen, se encuentrauna Mega minera a cielo abierto, donde emplean sustancias cidas y metales pesadoque alteran la corteza terrestre y la calidad del aire, como Plomo (Pb), Arsnico (As),Mercurio (Hg), Cadmio (Cd) y Cloro hexavalente (Cl6+).

Las fuentes de Carbono Orgnico Total (COT) del Ro La Paz, tiene origen sintticoproveniente de detergentes y pesticidas; y origen natural gracias a los cidos hmicos yflbicos los cuales son conocidos como polifenoles que son precursores de subproductosde desinfeccin. La descomposicin de la celulosa en el suelo reacciona con las bacteriasdel mismo, formando los cidos hmico y flbico.

Con el fin de mejorar los cultivos, los agricultores emplean sustancias qumicas comofertilizantes, cuyo contenido incluye Fsforo (P) y Nitrgeno (N); las altas concentracionesde N y P, han generado eutrofizacin en las fuentes de agua cercanas a los cultivos,donde hace dos aos era zona pesquera, debido a la concentracin mayor a 9 ppm de

Oxgeno Disuelto que impidi la vida acutica de peces por el exceso de algas en lasuperficie de la fuente hdrica.

En una zona rural alejada de la poblacin de El Carmen, durante casi siete aosfumigaban los terrenos con Glifosato (plaguicida organofosforado) desde aviones, debidoa los cultivos de coca que all se daban y que estn prohibidos por disposicin nacional.

Los gases NOx, generados por las emisiones de fuentes mviles (vehculos) de lapoblacin de El Carmen, reaccionan en la atmsfera formando el ozono troposfrico.Gracias a los gases emitidos por las fuentes mviles y las fuentes fijas (NOx y SOx,respectivamente), se han presentado reportes de lluvia cida con un valor de 4.3 en laescala de pH.

Las emisiones de fuentes fijas, inciden en la formacin del smogfotoqumico el cual noha sido controlado en la poblacin debido a la ausencia de normatividad, pero si se tienenreportes de toxicidad en plantas por parte del Nitrato de Peroxiacetilo (PAN).

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3.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA A INVESTIGAR

Siendo un grave problema que muchos de sus parmetros estn por encima de losvalores de referencia admitidos regulados por la resolucin 2115 del 2007, como es elcaso de los nitritos, nitratos y los fluoruros, debido a que el Rio La Paz es el cuerporeceptor de muchos efluentes de las diferentes actividades econmicas de la poblaciny las regiones ribereas aledaas. Tambin presenta niveles de contaminacin por

suspensiones acuosas de arenas y arcillas provenientes de la meteorizacin deminerales; as como la contaminacin generada por la solucin de gases y iones en elagua, provenientes de las actividades antropognicas y de procesos naturales, algunosde ellos son el CO2, N2, O2, CH4, H2S, NH3, K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Cl-, SO43-, SO42-,HCO3-, NO3-, F-, PO43-, NO3-, NH4+, CH3COO-, H3O+, HsO3-.

La informacin que se nos presenta inicialmente, podemos definir que el principal afluentede abastecimiento, de los municipios de nuestro estudio denominado Rio de la Paz,presenta una seria problemtica que la podemos caracterizar asi:

Problemtica 1: Contaminacin por suspensiones acuosas de arenas y arcillasprovenientes de la meteorizacin de minerales.

Problemtica 2: Contaminacin por la solucin de gases e iones de gases, provenientesde actividades antropognicas y de procesos naturales.

Problemtica 3: La industria minera genera vertimientos de Mercurio (Hg) que van al Rio,lo cual deteriora la calidad del agua. Estos vertimientos que caen al rio, son transportadospor este y desembocan el en mar, lo cual evidencia un impacto ambiental por el deteriorode corales que contienen carbonato de calcio, causado por niveles de pH inferiores a 4.3.

De acuerdo a esta informacin el problema planteado es el siguiente:

Problemtica 4: La vida acutica, ha experimentado un impacto ambiental por el deteriorode corales que contienen carbonato de calcio, causado por niveles de pH inferiores a 4.3,

Problemtica 5: En la poblacin de Cab, ubicado a 50 Km de la poblacin de El Carmen,se encuentra una Mega minera a cielo abierto, donde emplean sustancias cidas y

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metales pesado que alteran la corteza terrestre y la calidad del aire, como Plomo (Pb),Arsnico (As), Mercurio (Hg), Cadmio (Cd) y Cloro hexavalente (Cl6+).

Problemtica 6: Con el fin de mejorar los cultivos, los agricultores emplean sustanciasqumicas como fertilizantes, cuyo contenido incluye Fsforo (P) y Nitrgeno (N); las altas

concentraciones de N y P, han generado eutrofizacin en las fuentes de agua cercanasa los cultivos, donde hace dos aos era

Problemtica 7: En una zona rural alejada de la poblacin de El Carmen, durante casisiete aos fumigaban los terrenos con Glifosato (plaguicida organofosforado) desdeaviones, debido a los cultivos de coca que all se daban y que estn prohibidos pordisposicin nacional.

Problemtica 8: Los gases NOx, generados por las emisiones de fuentes mviles

(vehculos) de la poblacin de El Carmen, reaccionan en la atmsfera formando el ozonotroposfrico. Gracias a los gases emitidos por las fuentes mviles y las fuentes fijas (NOxy SOx, respectivamente), se han presentado reportes de lluvia cida con un valor de 4.3en la escala de pH.

Las emisiones de fuentes fijas, inciden en la formacin del smogfotoqumico el cual noha sido controlado en la poblacin debido a la ausencia de normatividad, pero si se tienenreportes de toxicidad en plantas por parte del Nitrato de Peroxiacetilo (PAN)

Figura 1. Identificacin del problema, fuente los autores, App cmaptools

Como venamos mencionando con anteriormente las actividades antropognicas queestn afectando a la regin se estn viendo ya reflejadas en la calidad del agua del Ro

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la Paz, a continuacin se nombraran los principales problemas que afectan a esta fuentehdrica.

POBLACIN: Ya que el municipio posee aproximadamente 500.000 habitantes y estosa su vez generan un impacto considerable sobre la naturaleza, este nmero de habitantes

demanda altos niveles de energa y recursos naturales, las descargas domesticascontienen altos ndices de materia orgnica en las aguas residuales, se genera tambinun alto consumo de materia prima para sus actividades cotidianas, como lo es el uso dedetergentes, desinfectantes e insecticidas, tambin se debe tener en cuenta la expansinque sufre el casco urbano y junto con estos vienen los trabajos de agricultura y ganadera.La generacin de residuos slidos es de igual forma un factor de contaminacinantropognicas, debe entenderse tambin que derivados de los procesos decomercializacin se tienen varios tipos de residuos:

Sector

Papel Cartn

Plstico

Metal

Vidrio Orgnic

o Otros

Residencial

P. Generadores

G. Generadores

Plazas de mercado

Escombros

Barrido calles y zonasverdes

CUADRO No. 1

MINERA: La minera artesanal con la que cuenta el municipio El Carmen afectadirectamente las aguas del Ro La Paz, ya que en el cae directamente el mercurio Hg quees utilizado en grandes cantidades para amalgamar el Oro (Au), la cual al ser sometida atemperaturas superiores de 357 C (temperatura de ebullicin del Hg), separa el Au delHg el cual pasa a estado gaseoso.

Estos vertimientos que son realizados aguas debajo de la bocatoma de la planta detratamiento no tienen ningn tipo de control, vale la pena recordar que el mercurio assea en pequeas cantidades puede causar graves problemas para la salud que pueden

causar incluso la muerte.

Cabe recordar que 50 kilmetros del municipio de El Carmen se encuentra el municipioCab, en este se desarrolla trabajos de mega minera por la explotacin minera a cieloabierto, el cual genera altas emisin y vertimiento de contaminantes, (cidos y metalespesados), adems del deterioro natural de la corteza terrestre y de la biodiversidadasociada a la zona minera.

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Partamos del punto de que este nico afluente es el que surte de agua a toda lapoblacin se debe replantear esta prctica en pro de evitar daos en todas la especies.

El mercurio se presenta en tres estados de oxidacin, de acuerdo con el medio ambienteen el cual se encuentre es:

Hg estado elementalHg+ estado mercuriosoHg++ estado mercrico

Los anteriores estados dependen de varios factores como el potencial de hidrogeno,(pH), el potencial de redox y el grado de solubilidad del agua.

Este metal noble soluble nicamente en soluciones oxidantes y que presenta dos enlacescovalentes reacciona como acido fuerte al agua a casusa de la hidrolisis que se produce.

2 hg (I) + O2(g) 2 HgO (s)

Dependiendo del estado de oxidacin 2+, 1+ como: HgCl2, Hg2Cl2o Hg3(AsF6)2.

Lo mismo ocurre con el CIANURO HCN, que en proceso de lixiviacin separa los metalespero contamina el agua y puede volverse voltil.

AGRICULTURA: Se pueden identificar la presencia de contaminantes orgnicosencontrados en los bionutrientes. La actividad agrcola y el uso de fertilizantes ricos enN, P y K, han generado problemas de eutrofizacin en el Rio La Paz y a la reducir de losniveles de oxgeno que contiene el mismo; trayendo consigo la falta de calidad de vidapara los organismos siendo esta la causa ms importante por efecto de arrastre olixiviacin; de tal manera que la DQO y la DBO ha disminuido y la poblacin acutica seha visto seriamente afectada, rompiendo la cadena alimenticia, impidiendo la formacinde nutrientes y causando la muerte del ecosistema. Los efectos nocivos de estasprcticas pueden darse por la calidad del agua, la presencia de especies invasoras, lacolmatacin. La agricultura en suelo limpio contribuye a la perdida de suelo porescorrenta y a la contaminacin de las aguas subterrneas.

BIONUTRIENTES

NO3- ANION NITRATO COMPUESTOSNITROGENADOS

NH4+ AMONIOPO43- ANION FOSFATO COMPUESTOS

FOSFORADOS

CUADRO No. 2

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PESCA: La pesca para el sostenimiento es una de las actividades considerada de bajoimpacto, puesto que es realizada por pobladores rivereos para el consumo diario ventade local; vale tener en cuenta que la pesca industrial si afecta de manera muy fuerte labiodiversidad, teniendo en cuenta que esta actividad no respeta el crecimiento delos

peses. Tambin el uso de materiales como la dinamita, el barbasco y otros similares, auncuando est prohibido es normal ver que se usa, otro de los factores que afectandiversidad, fauna y flora que habita en el ro es el uso de barreras y redes de arrastre, yaque con esto se genera un gran impacto a la composicin natural del fondo del ro.

INDUSTRIA MANUFACTURERA: En ella se puede destacar la presencia de materiaorgnica y de metales, en este caso imprescindible utilizar agua en cualquier procesode la industria, para el caso del municipio del Carmen, la Industria de Refrigerantestiene presencia en la localidad, este tipo de industria utilizan los GEI (gases de efectode Invernadero) para la realizacin de los procesos de transformacin:

1. CO2= Dixido de Carbono2. CH4= Metano3. N2O= xido Nitroso4. HCF= Hidrocarburos5. PFC= Perfluocarbonos6. SF6= Hexafloruro de Azufre.

Y genera grandes cantidades de desechos, frente a la falta de una PTAR en el municipiodel Carmen, es claro que las aguas servidas como producto de su actividad son vertidasdirectamente al ro.

AGENTES INORGANICOS

Cl- Anion Cloruro SALES

SO42- Anion SulfatoHCO3- Anion Bicarbonato

F- Anion FluoruroCUADRO N0.3

CO2 Dioxido De Carbono GASES

O2 OxigenoCUADRO No.4

La emisin generadas pueden contribuir a la formacin de lluvia cida la cual impacta demanera negativa y directamente a las aguas del Ro La Paz por el ciclo biogeoqumico,afectando incluso a los seres y las infraestructuras por el desplazamiento de las nubespor el viento. Las principales fuentes fijas son; (NOx y SOx), estos estn asociados a las

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emisiones de fuentes mviles como los automviles, (NOx), el cual inciden en laformacin del smog fotoqumico.

4. PROCESOS QUIMICOS

COAGULACIN: La coagulacin consiste entonces en neutralizar la carga,generalmente electronegativa, de los coloides presentes en el agua, quedando estos encondiciones de formar flculos. Este proceso se consigue introduciendo en el agua unproducto qumico denominado coagulante, pero antes de entrar en el estudio de loscoagulantes y de su forma de desestabilizar las suspensiones coloidales, es necesario

considerar los factores que determinan que las partculas permanezcan en suspensin,as como tambin aquellos que producen la floculacin. Por estabilidad se entiende lapropiedad inherente de las partculas coloidales a permanecer en dispersin durantemucho tiempo, mientras que por inestabilidad se expresa la tendencia de dichaspartculas a flocularse siempre que entren en contacto entre s.

FLOCULACIN: Coagulacin: Consiste en neutralizar la carga electronegativa de loscoloides presentes en el agua para que posean condiciones de formar floculosintroduciendo en el agua un producto qumico denominado coagulante. El sulfato dealuminio (alumbre) es un coagulante estndar en los procesos de tratamiento de aguas.

DESINFECCIN CON CLORO Y COMPUESTOS DERIVADOS: El cloro y sus derivadosson por mucho los agentes desinfectantes que ms se emplean en el mundo. Es posibleemplear compuestos tales como: el cloro gas, el hipoclorito de sodio, el hipoclorito decalcio o compuestos organoclorados como el cido tricloroisocianurico (cloro 90).Eventualmente todos ellos producen el cido hipocloroso HClO y el in hipocloritoClO- que son los agentes activos, y su efectividad depende de la cantidad de estoscomponentes que el compuesto clorado proporcione al estar en solucin acuosa, lacloracin se refiere a la adicin de algn componente clorado que produzca el agenteactivo, independientemente de la sal o compuesto de donde provenga.

ULTRAFILTRACIN: La ultrafiltracin es el tipo de Filtracin que utiliza membranas paraseparar diferentes tipos de slidos y lquidos. El tamao de poro no es tan fino como enla Nano filtracin y tampoco requiere tanta energa para efectuar la separacin, y es mspequeo que el de las membranas de micro filtracin. La Ultrafiltracin es capaz deconcentrar slidos suspendidos, bacterias, algunas protenas, algunos colorantes ycompuestos con un peso molecular mayor a 150,000 Daltons.

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OSMOSIS INVERSA:es una tecnologa de purificacin de agua mediante la cual se lograun elevado porcentaje de retencin de contaminantes, disueltos y no disueltosCuando dos lquidos, con distinta concentracin salina, estn separados por unamembrana semipermeable, se establece una diferencia de presin entre una y otra partede la membrana que es funcin de la diferencia de concentraciones. Esta presin,

denominada osmtica, hace pasar agua pura del lado de menos concentracin hacia ellado de ms concentracin, hasta que las concentraciones se igualen.

5. AGENTES QUIMICOSLa gran cantidad de especies qumicas presentes en las aguas naturales se debe a lassiguientes causas principales: la propiedad del agua como solvente extraordinario, sucapacidad reactiva y su accin como agente erosivo. Entre las especies qumicas sedestacan las siguientes:

GASESProvenientes de tres fuentes principales y que alcanzan un grado determinado

de disolucin al entrar en contacto con el aguaAtmosfricos Por actividad de los

seres vivosPor descomposicin de losseres vivos (aerobia oanaerobia)

CO2N2O2

CO2O2

CO2CH4H2S : Sulfuro de HidrgenoNH3 :Amoniaco

IONES:Al igual que los gases tienen origen diverso y forman soluciones acuosas dediferentes concentraciones.Materiales de la cortezaterrestre

Descomposicin de losseres vivos

Agua lluvia

K+

Na+Ca2+Mg2+

Fe2+

Cl+SO42

PO43-HCO3-NO3-F

SO42-

PO43-NO3-NH4-CH3COO-

H3O+

HCO3-HSO3-

COMPUESTOS INORGNICOS

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Provenientes de la meteorizacin de minerales presentes en la corteza terrestre,causada por ataque qumico y arrastre por parte del agua

Arcillas: desde el puntode vista mineralgico,comprenden todos los

silicatos laminaressecundarios, contamao de partcula