Contenido1. INTRODUCCCION..................................................................................................................2

2. OBJETIVOS............................................................................................................................3

3. REVISION BIBLIOGRÁFICA.....................................................................................................3

a. Generalidades..................................................................................................................3

b. Tipos De Tratamiento......................................................................................................4

c. Parámetros De Calidad....................................................................................................5

d. Descripción de procesos unitarios...................................................................................6

4. DESCRIPCION DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE EN LA CIUDAD DE PUNO....................9

5. PARAMETROS MAXIMOS PERMISIBLES............................................................................15

6. ACCION DE ALGUNAS SUSTANCIAS TOXICAS......................................................................20

a. Arsénico..........................................................................................................................20

b. Cinc.................................................................................................................................22

c. Cadmio...........................................................................................................................25

d. Cromo.............................................................................................................................27

7. CONCLUSIONES..................................................................................................................29

8. BIBLIOGRAFIA.....................................................................................................................30

CALIDAD DE AGUA PARA USO POTABLE, PARA TRATAMIENTO CONVENCIONAL, PARA DESINFECCION, EFECTO DE ALGUNAS SUSTANCIAS PELOGROSAS ARSENICO, ZINC, CADMIO,

CROMO

1. INTRODUCCCION

El agua es un recurso imprescindible para la vida de todos los seres en el planeta. Su uso no se limita al consumo humano y por el contrario se utiliza en el desarrollo de gran diversidad de actividades productivas como la agricultura, la ganadería, el turismo, la salud, la economía etc.

Si bien la mayor parte de la superficie del planeta se encuentra cubierta de agua, el agua dulce solo representa el 3%. No todos los países disponen de la misma cantidad de agua. Colombia es uno de los países latinoamericanos con mayores recursos hídricos.

La demanda de agua a nivel mundial va en aumento. Se estima que desde 1900 a la fecha la demanda de agua se ha multiplicado por seis. Otro aspecto a tener en cuenta es el aumento de la población, ya que a mediados del próximo siglo, la población mundial alcanzará los 12.000 millones de habitantes.

El agua que utilizamos para nuestras actividades ya sea en nuestra vivienda, en la escuela o en el entorno proviene de: aguas lluvias, aguas superficiales y subterráneas. Las aguas en estado natural siempre representan riesgos para la salud por lo tanto necesitan de algún tratamiento para que puedan ser consumidas por los seres humanos. Cuando el agua es apta para nuestro consumo la llamamos potable.

Dicha calidad se refiere a: que sea limpia, incolora, sin olores, sin sabores, y libre de contaminación y parásitos.

Para purificar o potabilizar el agua es necesario someterla a uno o varios procesos de tratamiento dependiendo de la calidad del agua cruda. Estos procesos son: clarificación, filtración, y desinfección. Las plantas de tratamiento de agua se utilizan para realizar estos procesos de tratamiento y evitar que se produzcan las llamadas enfermedades hídricas.

El agua es uno de los bienes más importantes y escasos que tienen las personas alrededor del mundo, nuestro país no es una excepción; muchas de nuestras poblaciones se ven obligados a beber de fuentes cuya calidad deja mucho que desear y produce un sin fin de enfermedades a niños y adultos.

El acceso al agua potable es una necesidad primaria y por lo tanto un derecho humano fundamental , a través del D.S. N° 031-2010-SA, se establece límites máximos permisibles, en lo que a parámetros microbiológicos, parasitológicos, organolépticos, químicos orgánicos e inorgánicos y parámetros radiactivos, se refiere; sino también le asigna nuevas y mayores responsabilidades a los Gobiernos Regionales, respecto a la Vigilancia de la Calidad del Agua para Consumo humano; además de fortalecer a la DIGESA, en el posicionamiento como Autoridad Sanitaria frente a estos temas.

2. OBJETIVOS

Conocer los procesos de tratamiento del agua Conocer los límites máximos permisibles en lo que a parámetros microbiológicos,

parasitológicos, organolépticos, químicos orgánicos e inorgánicos y parámetros radiactivos se refiere.

Comprender los procesos de potabilización de agua en la Ciudad de Puno Comprender los efectos en la salud y medio ambiente de sustancias toxicas como

cromo, azufre, cinc, cadmio.

3. REVISION BIBLIOGRÁFICA

a. Generalidades

El Agua apta para el consumo humano según la Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano con DS N° 031-2010-SA, Es toda agua inocua para la salud.

Parámetros microbiológicos y otros organismos

Toda agua destinada para el consumo humano, debe estar exenta de:

Bacterias coliformes totales, termotolerantes y Escherichia coli, Virus; Huevos y larvas de helmintos, quistes y ooquistes de protozoarios patógenos; Organismos de vida libre, como algas, protozoarios, copépedos, rotíferos y

nemátodos en todos sus estadios evolutivos; y Para el caso de Bacterias Heterotróficas menos de 500 UFC/ml a 35°C.

Son parámetros de control obligatorio para todos los proveedores de agua, los siguientes:

1. Coliformes totales;2. Coliformes termotolerantes;3. Color;4. Turbiedad;5. Residual de desinfectante; y6. pH.En caso de resultar positiva la prueba de coliformes termotolerantes, se deberá de realizar el análisis de bacterias Escherichia coli, como prueba confirmativa de la contaminación fecal.

Parámetros microbiológicosBacterias heterotróficas; virus; huevos y larvas de helmintos, quistes y ooquistes de protozoarios patógenos; y organismos de vida libre, como algas, protozoarios, copépedos, rotíferos y nemátodos en todos sus estadios evolutivos.

Parámetros organolépticosSólidos totales disueltos, amoniaco, cloruros, sulfatos, dureza total, hierro, manganeso, aluminio, cobre, sodio y zinc, conductividad;

Parámetros inorgánicosPlomo, arsénico, mercurio, cadmio, cromo total, antimonio, níquel, selenio, bario, fluor y cianuros, nitratos, boro, clorito clorato, molibdbeno y uranio.

Parámetros radiactivos

b. Tipos De Tratamiento

Los tratamientos para potabilizar el agua, se pueden clasificar de acuerdo con:

Los componentes o impurezas a eliminar. Parámetros de calidad Grados de tratamientos de agua

En tal sentido, se puede realizar una lista de procesos unitarios necesarios para la potabilización del agua en función de sus componentes. De esta forma, la clasificación sería la siguiente:

Tabla 1. Procesos unitarios posibles a llevar a cabo en función de los contaminantes presentes.

TIPO DE CONTAMINANTE OPERACIÓN UNITARIASólidos gruesos DesbastePartículas coloidales Coagulación + Floculación + DecantaciónSólidos en suspensión FiltraciónMateria Orgánica Afino con Carbón ActivoAmoniaco Cloración al Break pointGérmenes Patógenos DesinfecciónMetales no deseados (Fe, Mn) Precipitación por OxidaciónSólidos disueltos (Cl-, Na+, K+ ) Osmosis Inversa

Fuente: Calidad y tratamiento del Agua, 2002. American Water Works Association

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c. Parámetros De Calidad

Las aguas superficiales susceptibles de ser destinadas al consumo humano quedan clasificadas, según el grado de tratamiento que deben incluir para su potabilización, en los 3 grupos siguientes:

TIPO A1: Tratamiento físico simple y desinfección TIPO A2: Tratamiento físico normal, tratamiento químico y desinfección TIPO A3: Tratamiento físico y químico intensivo, afino y desinfección

Según la normativa europea del año 1988, los tipos de agua se definen por los siguientes parámetros:

Tabla 2. Principales parámetros de clasificación de tipos de agua

Parámetro Unidad Tipo A1 Tipo A2 Tipo A3pH - (6.5-8.5) (5.5-9) (5.5-9)Color Escala Pt 20 100 200Sólidos en Suspensión mg/l (25) - -Temperatura ºC 25 25 25Conductividad a 20 C S/cm (1000) (1000) (1000)Detergentes Lauril Sulfato 0.2 0.2 0.5Plaguicidas Totales mg/l .001 .0025 .005DQO mg/l 02 - - 30Oxigeno disuelto % Saturación 70 50 30DBO5 mg/l 02 3 5 7Coliformes totales 37 C 100 ml 50 5000 50000Coliformes fecales 100 ml 20 2000 20000Fuente: European Community environment legislation. Normativa 98/83. Calidad del Agua 2000.

Los procesos unitarios que corresponde cada grado de tratamiento serán los siguientes:

Tabla 3. Procesos unitarios referidos a cada grado de tratamiento

GRADO DE TRATAMIENTO

COMPOSICIÓN DEL TRATAMIENTO DESCRIPCIÓN

TIPO A1Tratamiento Físico simple+ Desinfección

Filtración rápida+ Desinfección

TIPO A2Tratamiento Físico normal+ Tratamiento Químico+ Desinfección

Precloración+ Coagulación / Floculación+ Decantación+ Filtración

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TIPO A3

Tratamiento Físico yQuímico intensos+ Afino+ Desinfección

Cloración al Breakpoint+ Coagulación / Floculación+ Decantación+ Filtración+ Afino con Carbón Activo+ Desinfección

Fuente: Pre-Treatment Field Guide: American Water Works Association. 2007.

d. Descripción de procesos unitarios

Cloración al Breakpoint:

La adición de cloro en el punto inicial tiene dos funciones: desinfección y oxidación. Con estas dos propiedades contribuimos a eliminar hierro, manganeso, sulfuros, amoniaco y otras sustancias reductoras. También reducimos sabores existentes antes de la cloración y la función que más nos interesa que es la reducción del crecimiento de algas y otros microorganismos presentes en el agua. Esto se consigue añadiendo cloro hasta conseguir cloro residual libre en el agua (Breakpoint) normalmente se busca 0.5 ppm de cloro libre. El cloro se puede adicionar en forma de cloro líquido, solución de hipoclorito de sodio o tabletas de hipoclorito de calcio.

Coagulación-Floculación:

Las impurezas se encuentran en el agua superficial como materia en suspensión y materia coloidal. Las especies coloidales incluyen arcilla, sílice, hierro, otros metales y sólidos orgánicos. La eliminación de una gran proporción de estas impurezas la llevamos a cabo por sedimentación, basada en simple gravedad, pero algunas de estas impurezas son demasiado pequeñas para obtener un proceso de eliminación eficiente por lo tanto, se requeriría invertir mucho tiempo para remover los sólidos suspendidos, por lo que es necesario utilizar procesos de clarificación, que consisten en cualquier proceso o combinación de procesos, cuyo propósito es reducir la concentración de los materiales suspendidos en un líquido.La coagulación y floculación causan un incremento de tamaño del flóculo y su rápida aglomeración, disminuyendo así el tiempo de sedimentación de las partículas. Para realizar este tipo de procesos se adicionan sales químicas en su mayoría cargadas positivamente (sales de aluminio, sales de hierro o polielectrolitos ) que desplazan los iones negativos y reducen efectivamente el tamaño de carga.

Entre los floculantes más usados se tienen: Sulfato de Aluminio, Polielectrolitos, Cloruro férrico, Sulfato ferroso y férrico.

En la actualidad los polielectrolitos son los más utilizados debido a su menor impacto ambiental y a la calidad del floculo que producen. Para poder determinar la cantidad de producto a agregar al agua se tiene que hacer un ensayo conocido como “Jar Test” o Test de Jarras con el agua a tratar. Este test mide básicamente el efecto de las diferentes combinaciones de dosis de coagulante y PH..

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Decantación:

Podemos definir a la decantación como el proceso de separación de un líquido de sólidos o de un líquido de mayor densidad mediante el trasiego de la capa superior después de que la materia más pesada ha sedimentado.

En el caso de la decantación en aguas para tratamiento la unidad de decantación será la que permitirá la eliminación por sedimentación de los sólidos en suspensión presentes. Estas unidades pueden clasificarse de acuerdo con la dirección predominante del flujo de líquido desde la entrada a la salida, en decantadores de flujo horizontal y decantadores de flujo vertical.

Decantadores de flujo horizontal: Son los más utilizados a nivel purificación de aguas, la distribución de caudales en tanques rectangulares, se produce por un extremo, existiendo pantallas reflectoras, y atraviesa la longitud del tanque hasta los vertederos de evacuación Decantadores de flujo vertical: Se suelen utilizar únicamente en aplicaciones de floculación decantación.

Filtración:

Una vez que se ha decantado el agua para terminar el proceso de clarificación, se hace pasar por una etapa de filtración, la cual consiste en hacer pasar el agua que todavía contiene materias en suspensión a través de un medio filtrante que permite el paso del líquido pero no el de las partículas sólidas, las cuales quedan retenidas en el medio filtrante. De este modo, las partículas que no han sedimentado en el decantador son retenidas en los filtros. El medio filtrante más utilizado es la arena, sobre un lecho de grava como soporte. Aunque también existen otros tipos de lechos como membranas filtrantes que pueden ser de plástico o de metal.

Para evitar atascamientos en esta etapa, es importante que la retención de las partículas se haga en el interior del lecho filtrante, y no en la superficie del lecho, por este motivo, será muy importante hacer una elección adecuada del tamaño del grano del lecho filtrante.Los filtros más utilizados en potabilización de agua son los filtros rápidos en los que el agua ha sido pasada previamente por un proceso de coagulación-floculación.Afino con Carbón Activo: Una vez que el agua ha sido clarificada, pasa a la adsorción sobre carbón activo, que permitirá la disminución de la materia orgánica, coloro, olor y sabor presente, por separación, al quedar retenidas en la superficie del adsorbente. El adsorbente utilizado es carbón activo en forma granular que se sitúa formando un lecho fijo en una columna de tratamiento, a través del cual pasa el agua. El Carbón Activo puede fabricarse a partir de todo tipo de material carbonoso, o bien, a partir de cualquier carbón mineral no grafítico. Pero, hay que recordar que cada materia prima brinda características y calidades distintas.

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Una de las principales razones de la aplicación del Carbón Activo es la decloración o eliminación de cloro libre del agua. También se puede utilizar para controlo olor y sabor, el crecimiento biológico o eliminar amoniaco.

Desinfección: La etapa final del proceso de tratamiento de aguas potables siempre es la desinfección. En algunos casos en las plantas muy sencillas, ésta es la única etapa del proceso. Hay tres tipos básicos de desinfección: Tratamientos físicos, tratamientos químicos y radiación.

Tratamientos físicos: Son los menos utilizados, Dentro de este tipo de tratamientos se puede incluir la aplicación de calor pero además de ser costoso, deja mal sabor ya que elimina el oxigeno disuelto y las sales presentes en el agua. Otro de los procesos que se utilizan es el dejar pasar el tiempo, para que los gérmenes fecales disminuyan su concentración al ser el agua retenida en ambiente hostil.

Tratamientos químicos: Los agentes químicos desinfectantes más utilizados son el cloro, el dióxido de cloro y el ozono. Dentro de los que tenemos que el cloro en su forma gaseosa o como Hipoclorito de Sodio o Calcio es el más usado. La aceptación del cloro es debida a 3 factores:

Su capacidad de oxidar sustancias inorgánicas (hierro, manganeso, nitritos, etc) que causan mal sabor, corrosión y deterioro en las líneas de transmisión del agua.

La acción microbicida del cloro como algicida, bactericida y en menor medida virucida. Y la capacidad de mejorar los procesos de coagulación y floculación, ya que favorece la formación de flóculos.

Adicionalmente a las ventajas anteriores su uso es de bajo costo y es bastante seguro. El equipo que requiere pasa su dosificación no es sofisticado ni complejo.

El Dioxido de Cloro (Cl02) es un gas relativamente inestable que se obtiene a partir de la mezcla de cloro con clorito sódico. Es relativamente inestable por lo que normalmente se genera en el lugar de aplicación. Una de sus ventajas es que no se ve afectado por el pH e incluso aumenta su potencialidad frente a amebas y enteovirus.

El Ozono constituye la tercera alternativa tras el cloro y el dióxido de cloro. La aplicación de ozono también requiere de aplicación in situ debido a su inestabilidad.

Radiación: Hay varias formas que pueden desempeñar un papel desinfectante. Las radiaciones más útiles son UV, los rayos X. La radiación que más se utiliza es la UV debido a su costo, un inconveniente que tiene este tratamiento es su baja eficacia frente a la turbidez del agua.

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4. DESCRIPCION DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE EN LA CIUDAD DE PUNO

FUENTES:

El sistema existente de abastecimiento de agua de la ciudad de Puno está conformado por tres sub sistemas, el Chimu con las aguas provenientes del Lago Titicaca, el Totorani con las aguas provenientes del río Totorani y sus vertientes, y el Aracmayo con las aguas provenientes del río Aracmayo y sus vertientes.

CAPTACION:

Captación Descripción

Chimú

Capta las aguas del Lago Titicaca mediante dos tuberías de succión de fierro dúctil con 400 mm de diámetro y aproximadamente 438 m de largo cada línea. Por la ubicación de estructura de captación el agua es bombeada hacia la planta de tratamiento Aziruni. La capacidad normal de ésta unidad es de 278 l/s.

Totorani

Se captan las aguas del río Totorani por medio de una batería de galerías filtrantescon tubos cribados de 150 mm de diámetro, con una capacidad de producción actual de 30l/s. Por su ubicación, ésta fuente permite abastecer por gravedad a su área de influencia.

Aracmayo

Está constituido por cuatro pequeñas estructuras de concreto destinadas acaptar las aguas superficiales provenientes de la vertiente del río Aracmayo con una producción media es estimada en 2 l/s. A pesar de la baja producción, por su ubicación ésta fuente seguirá siendo utilizada, puesto que permite abastecer por gravedad a su área de influencia.

Esquema general del tratamiento de agua en la planta de Aziruni

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• Recepción del agua cruda de Chimu: El agua proveniente de la planta de aducción deAziruni es recibida por un tubo de fierro enrolado de 33”

Figura1. Tubería de fierro enrolado 33”

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• Etapa I Canaleta Parshall

La función de la canaleta Parshall es la de medir el caudal del agua cruda que ingresa y producir un poco de aireación, también en esta etapa se procede a coagular el agua cruda en caso los niveles de turbidez aumenten o se detecte la presencia de algún metal pesado, se utiliza como coagulante el policloruro de aluminio.

Figura 2 Canaleta Parshall con el dosificador de coagulante

• Etapa II Floculación

Consta de floculadores verticales, este tipo de unidades el flujo sube y baja a través de canales verticales formados por las pantallas. El objetivo del floculado es proporcionar a la masa de agua coagulada una agitación lenta aplicando velocidades decrecientes, para promover el crecimiento de los flóculos y su conservación, hasta que la suspensión de agua y flóculos salga de la unidad. Es decir que los materiales coagulados puedan ser removidos fácilmente de la unidad

Figura 3. Floculado vertical

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• Etapa III Filtración

Batería de 7 filtros donde drena el agua por gravedad en un lecho de granos de diferentes diámetros, ocho capas de lecho filtrante, teniendo el grano más fino en la superficie y el grano más grueso en el fondo, cuando los filtros se saturan son lavados de abajo hacia arriba.

Figura 4 Filtro

Figura 5 Limpieza de filtros

• Etapa IV Cloración

Luego de la etapa de filtración el agua entra a una cámara de contacto, una especie de serpentín por donde se inyecta el cloro en estado gaseoso a una presión de 35psi y por la turbulencia se homogeneíza llegando a una concentración máxima de 2,5mg/L a la salida de la planta de tratamiento, reduciéndose a 1,5mg/L en los reservorios y como mínimo 0,5mg/L en el último punto de distribución que es el hotel de la Isla Esteves, para esto se refuerza con cloro líquido en los reservorios para llegar a tener la concentración deseada en el último punto de distribución.

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Figura 6 Tanque de cloro gaseoso, filtros y dosificador

• Estaciones de Bombeo I y II

Las estaciones de bombeo constan de tres bombas de 125Hp en paralelo llevando el agua tratada hacia las cámaras de carga de Chejoña y Huayna Pucara

Figura 8 Esquema de las estaciones de bombeo

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Figura 9 Estación de Bombeo II

• Laboratorio de Control de Calidad

Antes de ser distribuido el agua tratada pasa por un riguroso control de calidad en el laboratorio de la planta de tratamiento.

Figura 10 Laboratorio de control de calidad

Figura 11 Laboratorio control de calidad

Los controles que realizan son los siguientes

Controles físicos y químicos, como son Ph, sólidos totales disueltos STD, conductividad, salinidad, cloro y turbidez

Controles microbiológicos, principalmente se realizan análisis de coliformes totales y coliformes termo tolerantes

5. PARAMETROS MAXIMOS PERMISIBLES

Según el Reglamento de la calidad de Agua para Consumo Humano: D.S. N° 031-2010-SA establece los limites

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6. ACCION DE ALGUNAS SUSTANCIAS TOXICAS

a. Arsénico

Elemento químico, cuyo símbolo es As y su número atómico, 33. El arsénico se encuentra distribuido ampliamente en la naturaleza (cerca de 5 x 10-4% de la corteza terrestre). Es uno de los 22 elementos conocidos que se componen de un solo nucleido estable, 7533As; el peso atómico es de 74.922. Se conocen otros 17 nucleidos radiactivos de As.

Existen tres alótropos o modificaciones polimórficas del arsénico. La forma a cúbica de color amarillo se obtiene por condensación del vapor a muy bajas temperaturas. La b polimórfica negra, que es isoestructural con el fósforo negro. Ambas revierten a la forma más estable, la l , gris o metálica, del arsénico romboédrico, al calentarlas o por exposición a la luz. La forma metálica es un conductor térmico y eléctrico moderado, quebradizo, fácil de romper y de baja ductibilidad.

Al arsénico se le encuentra natural como mineral de cobalto, aunque por lo general está en la superficie de las rocas combinado con azufre o metales como Mn, Fe, Co, Ni, Ag o Sn. El principal mineral del arsénico es el FeAsS (arsenopirita, pilo); otros arseniuros metálicos son los minerales FeAs2 (lollingita), NiAs (nicolita), CoAsS (cobalto brillante), NiAsS (gersdorfita) y CoAs2 (esmaltita). Los arseniatos y tioarseniatos naturales son comunes y la mayor parte de los minerales de sulfuro contienen arsénico. La As4S4 (realgarita) y As4S6 (oropimente) son los minerales más importantes que contienen azufre. El óxido, arsenolita, As4O6, se encuentra como producto de la alteración debida a los agentes atmosféricos de otros minerales de arsénico, y también se recupera de los polvos colectados de los conductos durante la extracción de Ni, Cu y Sn; igualmente se obtiene al calcinar los arseniuros de Fe, Co o Ni con aire u óxigeno. El elemento puede obtenerse por calcinación de FeAsS o FeAs2 en ausencia de aire o por reducción de As4O6 con carbonato, cuando se sublima As4.

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El arsénico elemental tiene pocos usos. Es uno de los pocos minerales disponibles con un 99.9999+ % de pureza. En el estado sólido se ha empleado ampliamente en los materiales láser GaAs y como agente acelerador en la manufactura de varios aparatos. El óxido de arsénico se utiliza en la elaboración de vidrio. Los sulfuros de arsénico se usan como pigmentos y en juegos pirotécnicos. El arseniato de hidrógeno se emplea en medicina, así como otros compuestos de arsénico. La mayor parte de la aplicación medicinal de los compuestos de arsénico se basa en su naturaleza tóxica.

Efectos del Arsénico sobre la salud

El Arsénico es uno de los más tóxicos elementos que pueden ser encontrados. Debido a sus efectos tóxicos, los enlaces de Arsénico inorgánico ocurren en la tierra naturalmente en pequeñas cantidades. Los humanos pueden ser expuestos al Arsénico a través de la comida, agua y aire.

La exposición puede también ocurrir a través del contacto con la piel con suelo o agua que contenga Arsérnico.

Los niveles de Arsérnico en la comida son bastante bajos, no es añadido debido a su toxicidad, pero los niveles de Arsénico en peces y mariscos puede ser alta, porque los peces absorben Arsénico del agua donde viven. Por suerte esto esta es mayormente la forma de Arsénico orgánico menos dañina, pero peces que contienen significantes cantidades de Arsénico inorgánico pueden ser un peligro para la salud humana.

La exposición al Arsénico puede ser más alta para la gente que trabaja con Arsénico, para gente que bebe significantes cantidades de vino, para gente que vive en casas que contienen conservantes de la madera y gente que viven en granjas donde el Arsénico de los pesticidas ha sido aplicados en el pasado.

La exposición al Arsénico inorgánico puede causar varios efectos sobre la salud, como es irritación del estómago e intestinos, disminución en la producción de glóbulos rojos y blancos, cambios en la piel, e irritación de los pulmones. Es sugerido que la toma de significantes cantidades de Arsénico inorgánico puede intensificar las posibilidades de desarrollar cáncer, especialmente las posibilidades de desarrollo de cáncer de piel, pulmón, hígado, linfa.

A exposiciones muy altas de Arsénico inorgánico puede causar infertilidad y abortos en mujeres, puede causar perturbación de la piel, pérdida de la resistencia a infecciones, perturbación en el corazón y daño del cerebro tanto en hombres como en mujeres. Finalmente, el Arsénico inorgánico puede dañar el ADN. El Arsénico orgánico no puede causar cáncer, ni tampoco daño al ADN. Pero exposiciones a dosis elevadas puede causar ciertos efectos sobre la salud humana, como es lesión de nervios y dolores de estómago.Efectos ambientales del Arsénico.

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El Arsénico puede ser encontrado de forma natural en la tierra en pequeñas concentraciones. Esto ocurre en el suelo y minerales y puede entrar en el aire, agua y tierra a través de las tormentas de polvo y las aguas de escorrentía.

El Arsénico es un componente que es extremadamente duro de convertir en productos solubre en agua o volátil. En realidad el Arsénico es naturalmente específicamente un compuesto móvil, básicamente significa que grandes concentraciones no aparecen probablemente en un sitio específico. Esto es una buena cosa, pero el punto negativo es que la contaminación por Arsénico llega a ser un tema amplio debido al fácil esparcimiento de este. El Arsénico no se puede movilizar fácilmente cuando este es inmóvil. Debido a las actividades humanas, mayormente a través de la minería y la fundiciones, naturalmente el Arsénico inmóvil se ha movilizado también y puede ahora ser encontrado en muchos lugares donde ellos no existían de forma natural.

El ciclo del Arsénico ha sido ampliado como consecuencia de la interferencia humana y debido a esto, grandes cantidades de Arsénico terminan en el Ambiente y en organismos vivos. El Arsénico es mayoritariamente emitido por las industrias productoras de cobre, pero también durante la producción de plomo y zinc y en la agricultura.

Este no puede ser destruido una vez que este ha entrado en el Ambiente, así que las cantidades que hemos añadido pueden esparcirse y causar efectos sobre la salud de los humanos y los animales en muchas localizaciones sobre la tierra.

Las plantas absorben Arsénico bastante fácil, así que alto rango de concentraciones pueden estar presentes en la comida. Las concentraciones del peligroso Arsénico inorgánico que está actualmente presente en las aguas superficiales aumentan las posibilidades de alterar el material genético de los peces. Esto es mayormente causado por la acumulación de Arsénico en los organismos de las aguas dulces consumidores de plantas. Las aves comen peces que contienen eminentes cantidades de Arsénico y morirán como resultado del envenenamiento por Arsénico como consecuencia de la descomposición de los peces en sus cuerpos.

b. Cinc

El cinc se presenta de forma natural en el agua. La media de concentración de cinc presente en el agua de mar es de 0.6-5 ppb. Los ríos contienen generalmente entre 5 y 10 ppb de cinc. Las algas, entre 20 y 700 ppm, los peces de mar y las conchas 3-25 ppm, las ostras 100- 900 ppm y las langostas 7-50 ppm.

La Organización Mundial para la Salud, estableció como límite legal: 5 mg Zn2+/L.¿Cómo reacciona el cinc con el agua?

El cinc elemental no reacciona con las moléculas de agua. El catión de cinc forma una capa protectiva e insoluble de hidróxido de cinc (Zn(OH)2), según la reacción:

Zn2+ + 2OH- -> Zn(OH)2(s)

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El cinc reacciona con iones H+ de acuerdo con el siguiente mecanismo de reacción:

Zn(s) + 2H+ -> Zn2+(aq) + H2(g)

Esta reacción libera hidrógeno, el cual reacciona fuertemente con el oxígeno.

Las sales de cinc causan turbidez cuando están presentes en grandes cantidades en el agua. Adicionalmente, el cinc añade al agua un sabor desagradable. Esto sucede a partir de concentraciones de 2 mg Zn2+/ L.

Solubilidad del cinc y de sus derivados

La solubilidad del cinc depende de la temperatura y del pH del agua en cuestión. Cuando el pH es casi neutro, el cinc es insoluble en el agua. La solubilidad del cinc en el agua aumenta con la acidez. Por encima del pH 11, la solubilidad también aumenta. El cinc se disuelve en agua como ZnOH+ (aq) o Zn2+ (aq). El ZnCO3 aniónico tiene una solubilidad de 0.21 g/L.Como ejemplos de solubilidad de los derivados de cinc se proponen: cloruro de cinc (ZnCl2) 4320 g/L, y óxido de cinc (ZnO) y vitriolo blanco u óxido de cinc heptahidratado (ZnSO4 . 7H2O), 580 g/L.

¿Por qué el cinc está presente en el agua?

Los minerales del cinc más significativos son la esfalerita (ZnS) y smithsonita (ZnCO3). Estos compuestos van a parar al agua cuándo se encuentran cercanos minerales de este tipo. Alrededor de 3/4 partes del suministro total de cinc se usa en forma metálica. El resto se aplica en la industria en forma de derivados del cinc.

Las aguas residuales industriales que contienen cinc, suelen proceder de procesos de la industria galvánica, producción de pilas, etc. Los compuestos del cinc se aplican con muchos propósitos distintos. El cloruro de cinc se aplica para la producción de pergamino, el óxido de cinc es un constituyente de pinturas y catalizadores mientras que el vitriolo blanco se utiliza como fertilizante, y la bacitracina cinc se usa como estimulante de crecimiento en ganadería. La mayor parte del cinc presente en las aguas residuales no procede de fuentes puntuales, sino que procede principalmente de aguas superficiales ricas en cinc.

Los neumáticos de coches que contienen cinc y los aceites de motores que provienen de tanques de cinc liberan compuestos de este elemento a las carreteras. Los compuestos del cinc están presentes en fungicidas e insecticidas, y por lo tanto tarde o temprano van a parar al agua. Cuando se toman medidas de seguridad inadecuadas, el cinc puede liberarse como consecuencia de derrames en vertederos de desechos.

Efectos medioambientales de la presencia de cinc en el agua

Al cinc no se le atribuye nivel de clasificación de riesgo para el agua, puesto que no supone un

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gran peligro. No obstante esto sólo se refiere al cinc elemental, ya que algunos derivados del cinc, como arsenato de cinc y ciauro de cinc, pueden ser extremadamente peligrosos.

El cinc es un mineral alimenticio para seres humanos y animales. La ingestión de cantidades excesivas de cinc pueden perjudicar la salud de ambos, por encima de cierto nivel resulta ser tóxico. La toxicidad suele ser baja para animales y personas, pero no debe descartarse la fitotoxicidad.

El lodo que proviene de las plantas de tratamiento de aguas residuales se aplica en agricultura, horticultura y silvicultura, y por lo tanto las concentraciones de cinc no deben sobrepasar los límites de 3 g/kg.

Las pruebas ecotoxicológicas establecen como niveles de cinc disuelto, concentraciones de 50 μg/L PNEC, es decir concentraciones totales de 150-200 μg/L de cinc en agua. Este valor PNEC representa la concentración máxima con la cual no se producen efectos en el medioambiente (Preddicted No Effect Concentration).

Las emisiones industriales de cinc disminuyeron considerablemente en las décadas pasadas. Los valores actuales del cinc no suponen un gran riesgo ambiental. Las concentraciones de cinc en el Rin han alcanzado valores óptimos, pero desafortunadamente todavía hay lugares contaminados históricamente en este aspecto.

Un total de cinco isótopos del cinc están presentes en la Naturaleza de forma estable, entre ellos se encuentran 64Zn, 66Zn en 68Zn. Además se conocen otros quince isótopos del cinc inestables. El 65Zn se presenta los refrigerantes de reactores nucleares, y también se aplica en medicina. El cinc resulta acumularse en ciertos organismos.

¿Cuáles son los efectos en la salud por la presencia del cinc en el agua?

El cuerpo humano contiene aproximadamente 2.3 g de cinc, el cinc tiene valor alimenticio como elemento traza. Sus funciones incluyen principalmente procesos enzimáticos y réplica de ADN. La hormona insulina contiene cinc y desempeña un papel fundamental en el desarrollo sexual. Un consumo inferior a 2-3 g, previene las deficiencias y sus efectos. El cuerpo humano sólo absorbe del 20-40% del cinc presente en la comida, así que mucha gente bebe agua mineral rica en cinc.

Los síntomas causados por la carencia del cinc son la pérdida del gusto y la falta de apetito. Puede afectar al sistema inmunológico y enzimático de los niños.

Aplicaciones con altas concentraciones de cinc resulta protejer del envenenamiento por cadmio. El cinc también disminuye la adsorción del plomo. Por otra parte, la relación cobre/cinc en el cuerpo humano es muy importante.

Puede darse que las personas absorban sobredosis de cinc pero esto no suele ser muy frecuente. Los síntomas incluyen nauseas, vómitos, diarreas, cólicos y fiebre, y en la mayor parte de los casos estos síntomas se dan tras consumos de 4-8 g de zinc. Los consumos de 2 g de sulfato de cinc

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provocan toxicidad aguda que provocan dolores de estómago y vómitos. Sorprendentemente, el cinc pertenece al mismo grupo de elementos en la tabla periódica que el cadmio y el mercurio, ambos altamente tóxicos.

Algunos ejemplos de efectos en la salud atribuidos al cinc incluyen infección de las mucosas por cloruro de cinc (dosis letal 3-5 g), y envenenamiento por vitriolo (dosis letal 5 g).

¿Cuáles son las tecnologías de tratamiento del agua que se pueden aplicar para eliminar cinc?

El cinc se puede eliminar del agua por diferentes métodos. Para lograr un nivel con estándares legales, se pueden aplicar técnicas como coagulación, intercambio iónico y carbón activo. La filtración por arena puede ser en algunos casos una excelente solución.

c. Cadmio

Elemento químico relativamente raro, símbolo Cd, número atómico 48; tiene relación estrecha con el zinc, con el que se encuentra asociado en la naturaleza. Es un metal dúctil, de color blanco argentino con un ligero matiz azulado. Es más blando y maleable que el zinc, pero poco más duro que el estaño. Peso atómico de 112.40 y densidad relativa de 8.65 a 20ºC (68ºF). Su punto de fusión de 320.9ºC (610ºF) y de ebullición de 765ºC (1410ºF) son inferiores a los del zinc. Hay ocho isótopos estables en la naturaleza y se han descrito once radioisótopos inestables de tipo artificial. El cadmio es miembro del grupo IIb (zinc, cadmio y mercurio) en la tabla periódica, y presenta propiedades químicas intermedias entre las del zinc metálico en soluciones ácidas de sulfato. El cadmio es divalente en todos sus compuestos estables y su ion es incoloro.

El cadmio no se encuentra en estado libre en la naturaleza, y la greenockita (sulfuro de cadmio), único mineral de cadmio, no es una fuente comercial de metal. Casi todo el que se produce es obtenido como subproducto de la fundición y refinamiento de los minerales de zinc, los cuales por lo general contienen de 0.2 a 0.4%. Estados Unidos, Canadá, México, Australia, Bélgica, Luxemburgo y República de Corea son fuentes importantes, aunque no todos son productores.

En el pasado, un uso comercial importante del cadmio fue como cubierta electro depositada sobre hierro o acero para protegerlos contra la corrosión. La segunda aplicación es en baterías de níquel-cadmio y la tercera como reactivo químico y pigmento. Se recurre a cantidades apreciables en aleaciones de bajo punto de fusión semejantes a las del metal de Wood, en rociadoras automáticas contra el fuego y en cantidad menor, en aleaciones de latón (laton), soldaduras y cojinetes. Los compuestos de cadmio se emplean como estabilizadores de plásticos y en la producción de cadmio fosforado. Por su gran capacidad de absorber neutrones, en especial el isótopo 113, se usa en barras de control y recubrimiento de reactores nucleares.

Efectos del Cadmio sobre la salud

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El Cadmio puede ser encontrado mayoritariamente en la corteza terrestre. Este siempre ocurre en combinación con el Zinc. El Cadmio también consiste en las industrias como inevitable subproducto del Zinc, plomo y cobre extracciones. Después de ser aplicado este entra en el ambiente mayormente a través del suelo, porque es encontrado en estiércoles y pesticidas.

La toma por los humanos de Cadmio tiene lugar mayormente a través de la comida. Los alimentos que son ricos en Cadmio pueden en gran medida incrementar la concentración de Cadmio en los humanos. Ejemplos son patés, champiñones, mariscos, mejillones, cacao y algas secas.

Una exposición a niveles significativamente altas ocurren cuando la gente fuma. El humo del tabaco transporta el Cadmio a los pulmones. La sangre transportará el Cadmio al resto del cuerpo donde puede incrementar los efectos por potenciación del Cadmio que está ya presente por comer comida rico en Cadmio. Otra alta exposición puede ocurrir con gente que vive cerca de los vertederos de residuos peligrosos o fábricas que liberan Cadmio en el aire y gente que trabaja en las industrias de refinerías del metal. Cuando la gente respira el Cadmio este puede dañar severamente los pulmones. Esto puede incluso causar la muerte. El Cadmio primero es transportado hacia el hígado por la sangre. Allí es unido a proteínas para formar complejos que son transportados hacia los riñones. El Cadmio se acumula en los riñones, donde causa un daño en el mecanismo de filtración. Esto causa la excreción de proteínas esenciales y azúcares del cuerpo y el consecuente daño de los riñones. Lleva bastante tiempo antes de que el Cadmio que ha sido acumulado en los riñones sea excretado del cuerpo humano.

Otros efectos sobre la salud que pueden ser causados por el Cadmio son: Diarreas, dolor de estómago y vómitos severos Fractura de huesos Fallos en la reproducción y posibilidad incluso de infertilidad Daño al sistema nervioso central Daño al sistema inmune Desordenes psicológicos Posible daño en el ADN o desarrollo de cáncer.

Efectos ambientales del Cadmio

De forma natural grandes cantidades de Cadmio son liberadas al ambiente, sobre 25.000 toneladas al año. La mitad de este Cadmio es liberado en los ríos a través de la descomposición de rocas y algún Cadmio es liberado al aire a través de fuegos forestales y volcanes. El resto del Cadmio es liberado por las actividades humanas, como es la manufacturación.

Las aguas residuales con Cadmio procedentes de las industrias mayoritariamente terminan en suelos. Las causas de estas corrientes de residuos son por ejemplo la producción de Zinc, minerales de fosfato y las bioindustrias del estiércol. El Cadmio de las corrientes residuales pueden también entrar en el aire a través de la quema de residuos urbanos y de la quema de

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combustibles fósiles. Debido a las regulaciones sólo una pequeña cantidad de Cadmio entra ahora en el agua a través del vertido de aguas residuales de casas o industrias.

Otra fuente importante de emisión de Cadmio es la producción de fertilizantes fosfatados artificiales. Parte del Cadmio terminará en el suelo después de que el fertilizante es aplicado en las granjas y el resto del Cadmio terminará en las aguas superficiales cuando los residuos del fertilizante es vertido por las compañías productoras.

El Cadmio puede ser transportado a grandes distancias cuando es absorbido por el lodo. Este lodo rico en Cadmio puede contaminar las aguas superficiales y los suelos.

El Cadmio es fuertemente adsorbido por la materia orgánica del suelo. Cuando el Cadmio está presente en el suelo este puede ser extremadamente peligroso, y la toma a través de la comida puede incrementar. Los suelo que son ácidos aumentan la toma de Cadmio por las plantas. Esto es un daño potencial para los animales que dependen de las plantas para sobrevivir. El Cadmio puede acumularse en sus cuerpos, especialmente cuando estos comen muchas plantas diferentes. Las vacas pueden tener grandes cantidades de Cadmio en sus riñones debido a esto.

Las lombrices y otros animales esenciales para el suelo son extremadamente sensibles al envenenamiento por Cadmio. Pueden morir a muy bajas concentraciones y esto tiene consecuencias en la estructura del suelo. Cuando las concentraciones de Cadmio en el suelo son altas esto puede influir en los procesos del suelo de microorganismos y amenazar a todo el ecosistema del suelo.

En ecosistemas acuáticos el Cadmio puede bioacumularse en mejillones, ostras, gambas, langostas y peces. Las subceptibilidad al Cadmio puede variar ampliamente entre organismos acuáticos. Organismos de agua salada se sabe que son más resistentes al envenenamiento por Cadmio que organismos de agua dulce. Animales que comen o beben Cadmio algunas veces tienen la presión sanguínea alta, daños del hígado y daños en nervios y el cerebro.

d. Cromo

Elemento químico, símbolo Cr, número atómico 24, peso atómico 51.996; metal que es de color blanco plateado, duro y quebradizo. Sin embargo, es relativamente suave y dúctil cuando no está tensionado o cuando está muy puro. Sus principales usos son la producción de aleaciones anticorrosivas de gran dureza y resistentes al calor y como recubrimiento para galvanizados. El cromo elemental no se encuentra en la naturaleza. Su mineral más importante por abundancia es la cromita. Es de interés geoquímico el hecho de que se encuentre 0.47% de Cr2O3 en el basalto de la Luna, proporción que es de 3-20 veces mayor que el mismo espécimen terrestre.

Existen cuatro isótopos naturales del cromo, 50Cr, 52Cr, 53Cr, 54Cr, Se han producido diversos isótopos inestables mediante reacciones radioquímicas. El más importante es el 51Cr, el cual emite rayos gamma débiles y tiene un tiempo de vida media aproximadamente de 27 días. El

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cromo galvanizado y pulido es de color blanco azuloso brillante. Su poder reflejante es 77% del de la plata.

Sus propiedades mecánicas, incluyendo su dureza y la resistencia a la tensión, determinan la capacidad de utilización. El cromo tiene una capacidad relativa baja de forjado, enrollamiento y propiedades de manejo. Sin embargo, cuando se encuentra absolutamente libre de oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno es muy dúctil y puede ser forjado y manejado. Es difícil de almacenarlo libre de estos elementos.

El cromo forma tres series de compuestos con otros elementos; éstos se representan en términos de los óxidos de cromo: cromo con valencia dos, CrO, óxido de Cr(II) u óxido cromoso; con valencia tres, Cr2O3, óxido de Cr(III) u óxido crómico, y con valencia seis, CrO3, anhídrido de Cr(VI) o anhídrido de ácido crómico. El cromo es capaz de formar compuestos con otros elementos en estados de oxidación (II), (III) y (VI).

Se conocen también los peróxidos, ácido percrómico y percromatos. Los halogenuros (fluoruro, cloruro, yoduro y bromuro) de cromo son compuestos bastante comunes de este metal. El cloruro, por ejemplo, se utiliza en la producción de cromo metálico mediante la reducción del cloruro cromoso, CrCl2, con hidrógeno.

Efectos del Cromo sobre la salud

La gente puede estar expuesta al Cromo a través de respirarlo, comerlo o beberlo y a través del contacto con la piel con Cromo o compuestos del Cromo. El nivel de Cromo en el aire y el agua es generalmente bajo. En agua para beber el nivel de Cromo es usualmente bajo como en el agua de pozo, pero el agua de pozo contaminada puede contener el peligroso Cromo (VI); Cromo hexavalente. Para la mayoría de la gente que come comida que contiene Cromo III es la mayor ruta de entrada de Cromo, como Cromo III ocurre naturalmente en muchos vegetales, frutas, carnes, levaduras y granos. Varias maneras de preparación de la comida y almacenaje pueden alterar el contenido de Cromo en la comida. Cuando la comida es almacenada en tanques de acero o latas las concentraciones de Cromo pueden aumentar. El Cromo III es un nutriente esencial para los humanos y la falta de este puede causar condiciones del corazón, transtornos metabólicos y diabetes. Pero la toma de mucho Cromo III puede causar efectos sobre la salud también, por ejemplo erupciones cutáneas.

El Cromo (VI) es un peligro para la salud de los humanos, mayoritariamente para la gente que trabaja en la industria del acero y textil. La gente que fuma tabaco también puede tener un alto grado de exposición al Cromo. El Cromo (VI) es conocido porque causa varios efectos sobre la salud. Cuando es un compuesto en los productos de la piel, puede causar reacciones alérgicas, como es erupciones cutáneas. Después de ser respirado el Cromo (VI) puede causar irritación del nariz y sangrado de la nariz. Otros problemas de salud que son causado por el Cromo (VI) son; Erupciones cutáneas

Malestar de estómago y úlceras Problemas respiratorios

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Debilitamiento del sistema inmune Daño en los riñones e hígado Alteración del material genético Cáncer de pulmón Muerte

Efectos ambientales del Cromo

Hay varias clases diferentes de Cromo que difieren de sus efectos sobre los organismos. El Cromo entra en el aire, agua y suelo en forma de Cromo (III) y Cromo (VI) a través de procesos naturales y actividades humanas.

Las mayores actividades humanas que incrementan las concentraciones de Cromo (III) son el acero, las peleterias y las industrias textiles, pintura electrica y otras aplicaciones industriales del Cromo (VI). Estas aplicaciones incrementarán las concentraciones del Cromo en agua. A través de la combustión del carbón el Cromo será también emitido al agua y eventualmente se disolverá.

El Cromo (III) es un elementos esencial para organismos que puede interferir en el metabolismo del azúcar y causar problemas de corazón, cuando la dosis es muy baja. El Cromo (VI) es mayoritariamente tóxico para los organismo. Este puede alterar el material genético y causar cáncer.

Los cultivos contienen sistemas para gestionar la toma de Cromo para que está sea lo suficientemente baja como para no causar cáncer. Pero cuando la cantidad de Cromo en el suelo aumenta, esto puede aumentar las concentraciones en los cultivos. La acidificación del suelo puede también influir en la captación de Cromo por los cultivos. Las plantas usualmente absorben sólo Cromo (III). Esta clase de Cromo probablemente es esencial, pero cuando las concentraciones exceden cierto valor, efectos negativos pueden ocurrir.

No es conocido que el Cromo se acumule en los peces, pero altas concentraciones de Cromo, debido a la disponibilidad de metales en las aguas superficiales, pueden dañar las agallas de los peces que nadan cerca del punto de vertido. En animales el Cromo puede causar problemas respiratorios, una baja disponibilidad puede dar lugar a contraer las enfermedades, defectos de nacimiento, infertilidad y formación de tumores.

7. CONCLUSIONES

El acceso al agua y saneamiento básico es insuficiente y además su calidad es inadecuada. Eso resulta en impactos negativos en la salud pública. Por años se ha dicho que la capacidad financiera limitada de los organismos encargados de proveer estos servicios y la institucionalidad débil del sector son factores que limitan las posibilidades de mejorar el acceso y la calidad de agua potable y saneamiento en el país.

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8. BIBLIOGRAFIA

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