Apuntes de Lezcobar

El primer capitulo de Saneamiento Ambiental Y ya que estos son mis apuntes, este es el mapa conceptual que presento en mi examen.
Advierto que estos son Apuntes tomados de clase e investigación personal.

Nociones Generales de Saneamiento Ambiental

Concepto Ambiental

El saneamiento Ambiental es el conjunto de técnicas encaminados a establecer, mejorar o mantener las condiciones de Salubridad de los pobladores.

-Concepto Antiguo (Criterio USA)

Dotación de Agua 250 Lts/persona por día
Dotación de Alimentos
Combustible
Recolección de Residuos Sólidos
Energía Eléctrica
Educación
Seguridad
Salud
Vivienda

-Concepto Nuevo (Criterio de Europa)

Dotación de Agua 50 Lts/persona por día (reducción por artefactos y reuso de agua)
Salud
Vivienda
Educación
Alimentos

Estos últimos son los pilares del desarrollo sostenible

Inspección Sanitaria

-Circundante

Inspeccionar las características generales de un sistema
No se deben hacer juicios durante la inspección
Se debe observar todo
Los juicios se realizan en el informe

-Localizada

Inspección de un punto o parte del sistema que permita identificar algún problema
Se realiza de forma inversa a la dirección del funcionamiento del sistema
Es mas minuciosa

-Vigilancia Sanitaria

Observación cuidadosa y permanente de la seguridad y aceptabilidad de las condiciones sanitarias.

Aspectos Importantes de Saneamiento Ambiental

Con respecto a la salud humana es necesario tener una buena organización de saneamiento, ya que los patógenos que se desarrollan en ambientes acuáticos sin saneamiento producen una gran cantidad de enfermedades
El mejoramiento de la calidad de Vida es directamente proporcional al saneamiento ambiental
El saneamiento es la base para conservar el equilibrio entre la naturaleza y el hombre
Para la raza humana es primordial contar con la mejora calidad de vida

El Agua

Puede encontrarse en la naturaleza en 3 estados: Solido, Liquido y Vapor. Es el solvente por excelencia. No existe agua químicamente pura en la naturaleza, el 70% de la tierra esta cubierta de agua

-Ciclo Hidrológico

Es el movimiento del agua en la tierra y la atmósfera

Almacenamiento.- En Océanos, Lagos, Ríos. En el suelo
Evaporación.- Y la transpiración de las plantas transforma el agua en vapor
Precipitación.- El agua se condensa y cae a la tierra en forma de nieve, granizo o lluvia
Es correntia.- El agua fluye en ríos, arroyos y bajo la superficie de la tierra hasta almacenare

-Clases de Agua

Agua Dulce.- de lluvia, hielo, escarcha, rocío. Es la única apta para consumo humano. Representa el 0.32% de la cantidad total de agua del planeta. Y gran parte se encuentra inaccesible para abastecimiento humano
Agua Salada.- Contiene un alto porcentaje de cloruro de sodio. Se puede desalinizar pero con costos demasiados Altos

-Clarificación de las Aguas

Según el lugar de donde Provengan

Aguas Superficiales.- Ríos, Lagos. Estas son las fuentes de abastecimiento, pero están expuestas a contaminacion de todo tipo. el agua presenta turbidez variable, generalmente requiere de un tratamiento extenso.
Aguas Subterráneas.- Forma Acuíferos. Se extrae por medio de pozos, son menos susceptibles a contaminacion, requiere menos tratamiento. Carece de turbidez generalmente.
Aguas Meteóricas.- Provienen de la Atmósfera. El uso directo de agua de lluvia es limitada.

-Tipos de Fuente

Lagos.- Masas de agua dulce o salada, mas o menos extensas embalsadas en tierra firme. Procede de precipitación Atmosférica, manantiales, arroyos , ríos
Ríos.- Corrientes de agua que fluyen por un lecho de un lugar elevado a otro mas bajo. La mayoría de los ríos desaguan en el mar o en un lago
Vertientes.- Flujos naturales de agua del interior de la tierra desde un punto o un área restringida.
Pozos.- Excavaciones o perforaciones verticales en la tierra hasta encontrar una vena de agua.

-Aguas de consumo

Demanda de agua.- Cantidad de agua que requiere un habitante en un determinado lugar, según su forma de vida y las necesidades que presenta en sus actividades diarias.
Normas de calidad de agua

Norma Boliviana.- NB 689, y NB 512 presentan requisitos para que el agua pueda considerarse potable
Norma OMS.- de la organizacion mundial de la salud y OPS de la organizacion panamericana de la salud

Todas las normas brindan los valores limites permisibles para fuentes de abastecimiento.

Definición de agua potable.- El agua que brinda la naturaleza no reune los requisitos para ser consumida por el ser humano. AGUA POTABLE es aquella que cumpliendo con ciertos requerimientos físicos, químicos y bactereologicos es apta para consumo humano. Debe ser INSÍPIDA, INODORA e INCOLORA y tener una temperatura de 15°C, además de estar libre de microorganismos patógenos y cantidad de minerales menores a lo establecidos.

-Clasificación de acuerdo al Uso

Para uso Domestico.- en actividades del hogar (baños, cocinas, jardín. restaurantes. hoteles, universidades, colegios, institutos) hasta el 90 % de esta vuelve como agua residual.
Para Riego.- Irrigación, para agricultura. Consume la mayor parte del agua
Para uso Industrial.- Componente en productos, enfriador de maquinas, para esta agua es muy importante controlar la dureza.
Para uso Recreativo.- Requiere de fuentes no contaminadas.

-Fuentes de Abastecimiento

Fuentes que nos proporcionan el agua para las necesidades humanas.

Control y protección de fuentes es necesaria para preservar la potabbilidad de las aguas, se debe limitar el acceso humano a las fuentes para reducir probabilidades de contaminacion.
La vigilancia de fuentes requiere de un programa continuo y sistematico de inspecciones.

-Tipos de Captación

Se hace mediante una obra de toma

Desvió.- El mas antiguo, consiste en redirigir el agua hacia un sistema de conducción
Solera.- Una estructura de purga
Galería Filtrante.- Pozo horizontal. tubería perforada por debajo del nivel freatico.
Tajamar.- Presa que capta el caudal base.

Tratamiento

-Coagulación

Mezcla rápida, toma unos segundos, el agua toma contacto con el coagulante y se dispersa rápidamente por la fuerte agitación.
Coagulante.- Substancia agregada al agua para la sedimentacion de partículas coloidales.

-Floculación

Las partículas en suspension se aglomeran formando flocs de un tamaño que permite asentarse en los sedimentadores.

-Sedimentación

Natural.- Proceso de decantacion de la materia en suspension por acción de la gravedad.
Coagulantes

Inorgánicos

Sulfato de Aluminio
Sulfato Ferroso
sulfato Férrico
Cloruro Férrico

Se agrega en disolución casi siempre con cal para mantener cierto grado de alcalinidad

Orgánicos

Polimeros.- Moléculas Orgánicas patentadas
Penca (hoja de cactos)

-Filtración

El agua pasa por material porosos, capaces de retener materia en suspension, generalmente se usa arena de diferente granulometria.

Filtro Lento.- de 3 a 4 m3/m2 por día. es Ascendente
Filtro Rápido.- de 150 a 300 m3/m2 por día es Desendente. Su lavado es a contrafujo. puede ser a superficie libre o a presión en un cilindro de acero

-Desinfección

Proceso que mata o inactiva agentes patógenos

Física

Calor.- Someter el agua a temperatura de ebullición, de 2 a 5 minutos. No es recomendable para grandes cantidades de agua. La temperatura de ebullición depende de la altura sobre el nivel del mar
Rayos UV.- Una lampara de 36 voltios puede desinfectar 0.8 Lts/seg. La corriente de agua debe ser del menor espesor posible. Debe estar a presión y ser completamente clara. Estos rayos inactiva el ADN de muchos microorganismos. No requiere de tanques de mezcla. No alteran las características físicas ni química del agua tratada. No deja residuales
Rayos Gamma.- Existe plantas piloto con reactores de Cobalto 60 y Cesio 137. Oxida compuestos químico difícil de tratar. No deja radiación residual.

Química

Cloro.- Extremadamente reactivo. Se puede encontrar en 3 estados. Solido= Hipoclorito de Calcio. Liquido= Hipoclorito de Sodio. Gas= Cloro gas. Tiene un efecto residual que protege de posteriores contaminaciones. El residual se puede medir con Ortotolidina y con DPD. Por norma debe estar entre 0.2 a 1 mg/Lt
Yodo.- Los residuales duran mas que el Cloro. Es poco soluble. No forma Yodaminas en presencia de amoniaco. En concentración menor a 0.5 mg/Lt es aceptable para consumo humano. El Yodo es un medicamento común por lo que es fácil su compra.
Bromo.- Desinfección de aguas de piscina por su poder algicida, no provoca olor o irritación de ojos.
Plata Ionizada.- Tiempo requerido demasiado largo para el tratamiento. No debe existir materia orgánica
Ozono.- Forma alotrópica del Oxigeno. Es un bien desinfectante, desodorante y decolorante. Acción en tiempos cortos. Tiempo de contacto sin importancia. Existe residual que se puede medir con la prueba de Ortotolidina y con el Tiosulfato

-Análisis Básico

Físicos

pH
Turbidez en (NTU)
Color (NOU)
Olor (APHA)
Sabor (NSU)
Conductividad (micro mohs/ cm) o (SIEMS/cm)
Solidos Totales (mg)
Solidos Filtrables (mg)
Solidos Fijos (mg)
Solidos Volatiles (mg)

Químicos

Hierro
Manganeso
Calcio
Sodio
Cloruros
Carbonatos
Bicarbonatos
Sulfatos
Hidroxidos

Microbiologicos

Coliformes totales
Coliformes Fecales

SODIS

-¿Como hacer?

Paso .- Usar botellas de platico transparente con tapas limpias
Paso.- Llenar las botellas con agua clara y taparla
Paso.- Colocar las botellas al sol en la mañana en un techo
Paso.- Al final del día recoger
Paso.- Dejar enfriar y tomarla en un vaso limpio

-Filtrado

Tipo Maceta.- de cerámica, 50% barro y 50% aserrín. Se impregna con una solución de plata coloidal. No filtra metales pesados ni contaminacion química
Tipo Vela.- La cerámica en forma de vela. Mayor producción y menos limpieza. 15 lts por hora. Tampoco filtra contaminacion química ni metales pesados
Tipo Sifón.- 2 recipientes de agua, un tubo de cerámica porosa una manguera plástica y una pequeña bomba manual. Se adapta a cualquier envase. De mayor producción. Permite lavado a contraflujo
Tipo Biofoltro.- De arena. Filtro lento. Remueve parásitos pero no bacterias ni virus. Larga vida del producto. Requiere desinfección posterior
Tipo Aquae.- Estructura de nano poros que actúa como filtro de 0.2 micrones de diámetro. Filtra contaminacion orgánica químico y metales pesados.
Tipo Lifestraw.- De plástico, tipo flauta. Contiene una serie de filtros y cámaras impregnadas de yodo.

Metal pesado

Los metales pesados son un grupo de elementos químicos que presentan una densidad relativamente alta y cierta toxicidad para los seres humanos.

El término "metal pesado" no está bien definido. A veces se emplea el criterio de densidad. Por ejemplo, metales de densidad mayor que 4,5 g/cm³, pero los valores en la bibliografía pueden ir desde 4 g/cm³ hasta 7 g/cm³. Otros criterios empleados son el número atómico y el peso atómico. Además, el término siempre suele estar relacionado con la toxicidad que presentan, aunque en este caso también se emplea el término "elemento tóxico" o "metal tóxico".

Muchos de los metales que tienen una densidad alta no son especialmente tóxicos y algunos son elementos esenciales en el ser humano, independientemente de que a determinadas concentraciones puedan ser tóxicos en alguna de sus formas. Sin embargo, hay una serie de elementos que en alguna de sus formas pueden representar un serio problema medioambiental y es común referirse a ellos con el término genérico de "metales pesados".

Los metales pesados tóxicos más conocidos son el mercurio, el plomo, el cadmio y el talio. También se suele incluir un semimetal como es el arsénico y, en raras ocasiones, algún no metal como el selenio. A veces también se habla de contaminación por metales pesados incluyendo otros elementos tóxicos más ligeros, como el berilio o el aluminio.

Factores ambientales que modifican la toxicidad de los metales

A pesar del hecho de que se han encontrado significativos hongos de diversos grupos taxonómicos en ambientes altamente infectados con metales pesados, la diversidad de especies resulta muy reducida; de éstas se seleccionan sólo aquellas poblaciones tolerantes y resistentes capaces de sobrevivir y crecer en tales condiciones (Babich y Stotzky, 1982; Gadd, 1986). El efecto venenoso de los metales sobre la comunidad microbiana en ambientes naturales varía de acuerdo a la especiación y la concentración del metal, con los organismos presentes y con diversos factores ambientales (Gadd y Griffiths, 1977). Sin embargo, no se ha llegado a establecer el umbral toxicológico, tal como la concentración que origina el 50% de letalidad entre los microorganismos afectados a una cierta concentración de un metal dentro en un tiempo de exposición determinado y bajo condiciones ambientales especificas. Estos umbrales de la toxicidad de un metal sólo se han determinado en especies aisladas y únicamente bajo condiciones de laboratorio. Varios estudios han demostrado que los cationes metálicos como Cd, Cu, Zn, Pb, y Ni, entre otros, se absorben y son retenidos en suelos y aguas, dependiendo en gran medida de su composición y propiedades fisicoquímicas (Gadd y Griffiths, 1978; Brunzl y Schimmack, 1991).

Esta capacidad de absorción es regulada por los elementos del medio incluyendo a las arcillas minerales de silicatos de Al (montmorilonita y kaolita) y a la materia orgánica (humus, biomasa de plantas y microorganismos). Entre los factores fisicoquímicos del medio que afectan la toxicidad de los metales hacia los microorganismos se encuentran: el pH, el potencial de óxido-reducción y los aniones y cationes inorgánicos. El pH del medio puede intervenir en la toxicidad de los metales en dos sentidos: (1) cambiando el estado fisiológico y las actividades bioquímicas de los microorganismos y, por tanto, sus reacciones hacia las sustancias tóxicas y; (2) en la especiación de metal, lo cual afecta su habilidad para combinarse con la superficie celular. Cuando se aumenta el pH de una solución, éste puede formar diferentes especies hidroxiladas, siendo diferente a su vez la toxicidad de estas especies. A pH bajo aumenta la concentración de H+, el cual puede competir con los metales pesados por los sitios iono génicos de los componentes celulares. La especiación de los ligandos orgánicos que pueden interactuar con los metales, y de este modo variar su toxicidad, depende asimismo del pH del medio; por ejemplo, cuando el Cd forma Cd (OH)+ y complejos con compuestos orgánicos a pH alcalino, se vuelve más venenoso que en su forma libre para A. niger, P. vermiculatum, P. asperum y C. echinulata (Babich y Stotzky, 1977).

Por el contrario, la toxicidad del Ni hacia los microorganismos se reduce con el pH alcalino (Babich y Stotzky, 1982); los hongos crecen de forma menos acelerada en un suelo naturalmente ácido (pH 4.9) complementado con 1000 ppm de Ni, que a pH más alto. De forma general, se ha analizado que el pH alto incrementa la toxicidad de los metales debido a que cambia los sistemas de captación y de transporte en los microorganismos.

El potencial de óxido-reducción (Єh) del medio ambiente puede afectar la disponibilidad de los metales de manera directa, y de este modo sus valores de toxicidad. En un ambiente altamente reductor (Єh negativo), los metales pueden combinarse con S2 y formar sales derivadas de sulfuros insolubles, que los microorganismos no captan. El Єh también afecta la valencia del metal; por ejemplo, es más dañino el Cr (VI) que el Cr (III) para el aumento micelial y para la gestación de las esporas de diferentes hongos (Babich et al., 1982). Los aniones y cationes inorgánicos del ambiente también determinan en la especiación del metal y así en su nivel tóxico. Los metales pesados forman módulos de coordinación con aniones inorgánicos (OH-, Cl-). La diferente especiación de los metales pesados que ocurre en vista de acumulaciones variables de los ligandos aniónicos, puede provocar variados efectos tóxicos en los organismos. Por ejemplo, concentraciones altas de Cl- en el medio reducen la contaminación del Cd hacia A. niger, R. stolonifer, Aspergillus conoides y Oospoa spp. (Babich y Stotzky, 1982). En el caso de los cationes inorgánicos, estos pueden cambiar la toxicidad de los metales como resultado de la competencia con las formas catiónicas de los metales pesados por los sitios aniónicos de los componentes de la superficie celular; por ejemplo, el Mg puede disminuir los efectos tóxicos del Ni en varios hongos filamentosos (Babich y Stotzky, 1982).

Las arcillas minerales también modifican la biodisponibilidad de los metales pesados haciendo que también cambie su toxicidad hacia los microorganismos ya que aquellos son intercambiados por los cationes absorbidos a las arcillas que de forma natural están compensando sus cargas eléctricas. En resumen, se ha descubierto que lo más efectivo para limitar la toxicidad de los metales son las arcillas que tienen una gran habilidad de realizar un intercambio catiónico.

En diferentes especies de hongos la montmorilonita protege más que la kaolita contra la toxicidad del Cd, Pb y Ni, cuando se agregan al suelo contaminado (Babich y Stotzky, 1982, 1977). Los componentes orgánicos diluidos o en partículas dentro de un ecosistema unen diferentes tipos de metales pesados y cambian así su toxicidad. El EDTA disminuye la toxicidad del Zn, Cu y Cd en un actinomiceto y en levaduras (Babich y Stotzky, 1982). El ácido aspártico también baja la toxicidad del Ni y Pb hacia los hongos (Babich y Stotzky, 1983).

En los medios abundantes de cultivo también se aumentan las dosis mínimas inhibitorias, ya que los casaminoácidos, el extracto de levadura, la triptona y la peptona unen a diferentes metales de maneras diversas (Ramamoorthy y Kushner, 1975). El pH puede afectar la interacción de los metales pesados con la materia orgánica soluble (Farrah y Pickering, 1977). Por otra parte, la materia orgánica particulada (ácidos húmicos) en medios sintéticos, protege de los efectos del Pb y Ni a diferentes especies de hongos (Babich y Stotzky, 1982). La temperatura modifica la toxicidad de los metales pesados como un resultado directo sobre el estado fisiológico de la célula más que sobre la especiación o disponibilidad.