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CÓDIGO: RM- 001
PROTOCOLO DE MONITOREO DE AGUA
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PROTOCOLO DE MONITOREO DE AGUA
Código: RM- 001 Versión: 01 Revisión: 0 0
CARGO NOMBRE FECHA FIRMAS
Elaborado por Practicante Patricia Barreto Sáenz 15 - 02 - 2010
Revisado por
Responsable del Área de Monitoreo Gustavo Espinoza López^25 -^02 -^2010
Aprobado por
Jefe del Laboratorio
Mario Leyva Collas 25 - 02 - 2010
PROTOCOLO DE MONITOREO DE AGUA
LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL
FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE DE LA
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”
_Copia ____ asignada a _____ _____________
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CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN
2. ALCANCE
3. BASE LEGAL
4. OBJETIVOS
5. DISEÑO DEL MONITOREO
6. UBICACION Y PUNTOS DE MUESTREO
7. MEDICION DEL CAUDAL
8. PROGRAMA DE MONITOREO
9. MUESTREO, PRESERVACIÓN, CONSERVACIÓN Y ENVÍO DE LAS MUESTRAS AL
LABORATORIO DE ANÁLISIS
10. ASEGURAMIENTO Y CONTROL DE CALIDAD
11. PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
12. ANEXOS
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4.2.4. Instruir al personal en el correcto uso de los equipos de monitoreo y técnicas de muestreo. 4.2.5. Interpretar correctamente los datos de campo obtenidos. 4.2.6. Conducir al personal para elaborar el reporte final y base de datos adecuados.
5. DISEÑO DEL MONITOREO
5.1. Parámetros de Monitoreo
Se presenta una descripción breve de las razones para incluir cada parámetro.
5.1.1. Parámetros de Medición en Campo
Son parámetros que por su naturaleza cambiante deben ser medidos in situ , los cuales nos permiten hacer un pre diagnóstico de la calidad del agua, estos son: pH, Temperatura, Conductividad, Oxígeno Disuelto, la medición de estos se realiza con el equipo multiparamétrico; también debe ser medido la turbiedad.
5.1.1.1. Oxígeno Disuelto Este parámetro proporciona una medida de la cantidad de oxígeno disuelto en el agua. Mantener una concentración adecuada de oxígeno disuelto en el agua es importante para la supervivencia de los peces y otros organismos de vida acuática. La temperatura, el material orgánico disuelto, los oxidantes inorgánicos, etc. afectan sus niveles. La baja concentración de oxígeno disuelto puede ser un indicador de que el agua tiene una alta carga orgánica provocada por aguas residuales. Las fuentes de oxigeno en el agua son la aireación y la fotosíntesis de las algas, su concentración depende fundamentalmente de la temperatura, presión y salinidad.
5.1.1.2. Conductividad La conductividad de una muestra de agua es una medida de la capacidad que tiene la solución para transmitir corriente eléctrica. Esta capacidad depende de la presencia, movilidad, valencia y concentración de iones, así como de la temperatura del agua. Se debe tener en cuenta que las sales minerales son buenas conductoras y que las materias orgánicas y coloidales tienen poca conductividad.
5.1.1.3. pH El pH es una medida de la concentración de iones de hidrógeno en el agua. Aguas fuera del rango normal de 6 a 9 pueden ser dañinas para la vida acuática. Estos niveles de pH pueden causar perturbaciones celulares y la eventual destrucción de la flora y fauna acuática. En el campo de abastecimiento de agua el pH tiene importancia en la coagulación química, desinfección, ablandamiento del agua y control de corrosión.
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5.1.1.4. Temperatura La temperatura juega un papel muy importante en la solubilidad d los gases, en la disolución de las sales y por lo tanto en la conductividad eléctrica, en la determinación de pH, en el conocimiento del origen de agua y de las eventuales mezclas, etc. Las descargas de agua a altas temperaturas pueden causar daños a la flora y fauna de las aguas receptoras al interferir con la reproducción de las especies, incrementar el crecimiento de bacterias y otros organismos, acelerar las reacciones químicas, reducir los niveles de oxígeno y acelerar la eutrofización.
5.1.1.5. Turbiedad La turbidez de un agua es provocada por la materia insoluble, en suspensión o dispersión coloidal. Es un fenómeno óptico que consiste esencialmente en una absorción de luz combinado con un proceso de difusión.
5.1.2. Parámetros Determinados en el Laboratorio Dependerá de las actividades y usos que tenga el cuerpo de agua.
5.1.2.1. Parámetros Inorgánicos
Físicos: Turbiedad, Color, Sólidos totales, Sólidos totales disueltos, Sólidos totales en suspensión y sólidos sedimentables. Iones principales: Nitratos; Nitritos; Sulfato; Fosfatos; cianuro WAD, Total y Libre; cloruros; dureza total y cálcica, alcalinidad total, acidez. Metales Disueltos: Incluyen todos los iones metálicos cuyo tamaño de partícula sea menor de 0.45 μm (Al, B, Ca, Mg, Ag, Ni, K, Si, Ba, Cd, Cr, Pb, Zn, Mn, Fe, Cu Hg y As). Metales Totales: todos los iones metálicos en una muestra no filtrada (Al, B, Ca, Mg, Ag, Ni, K, Si, Ba, Cd, Cr, Pb, Zn, Mn, Fe, Cu Hg y As).
5.1.2.2. Parámetros Biológicos
Coliformes Totales. Coliformes Fecales o Termotolerantes. Huevos de Helmintos Larvas de Helmintos. Bacterias heterotróficas. Escherichia Coli. Salmonella Pseudomona Aeuroginosa.
5.1.2.3. Parámetros Orgánicos
Aceites y grasas. Hidrocarburos totales de petróleo DBO DQO+
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5.4. Registro de Datos de Campo
Los datos tomados en campo deberán ser anotados en las fichas de campo del laboratorio y en la cadena de custodia, tanto para las muestras de agua (Anexo: 4) como para los datos de la medición de caudal (Anexo: 2).
6. UBICACION Y PUNTOS DE MUESTREO:
El personal de monitoreo deberá obtener toda la información posible y de manera detallada acerca de las estaciones del recurso hídrico a monitorear, generalmente esta información es proporcionada por el cliente, ello servirá para planear todo el procedimiento de muestreo.
6.1. Ubicación
La ubicación de los puntos de muestreo deberán cumplir los siguientes criterios:
6.1.1. Identificación: El punto de muestreo, debe ser identificado y reconocido claramente, de manera que permita su ubicación exacta. De preferencia, los puntos deberán ser presentados en cartas o mapas y en coordenadas UTM mediante el Sistema de Posicionamiento Global.
6.1.2. Accesibilidad: Las características del punto deben permitir un rápido y seguro acceso para tomar la muestra, no debe implicar riesgo para el monitor.
6.1.3. Representatividad: Se debe elegir tramo regular, accesible y uniforme del río, se debe evitar zonas de embalse o turbulencias no característicos del cuerpo de agua, a menos que sean el objeto de la evaluación. Es importante considerar la referencia para la ubicación de un punto de monitoreo pudiendo ser un puente, roca grande, árbol, kilometraje vial y localidad.
6.1.4. Seguridad: Un aspecto a tener en cuenta, dentro de la ubicación de los sitios de monitoreo, es el nivel de seguridad con el que contará el personal encargado de la toma de muestra.
Se deben incluir medidas de seguridad para lograr el acceso a un punto de monitoreo según el caso lo requiera (uso de arneses, cuerdas, etc) y siempre y cuando sea estrictamente necesario, ya que lo primordial es preservar la vida del recurso humano.
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6.2. Puntos de Muestreo
6.2.1. Puntos de Muestreo para Descargas El lugar ideal para el muestreo sería el punto exactamente antes de que la descarga ingrese a un curso de agua receptor (es decir, una corriente natural o un río). Sin embargo, es posible que este punto no sea de acceso fácil ni seguro. En este caso, la muestra debe ser recolectada en el primer punto accesible corriente arriba de la descarga del conducto o canal.
6.2.2. Puntos de Muestreo para Aguas Receptoras Generalmente, se trata de arroyos, ríos, pantanos, lagos y aguas subterráneas en el área. Como mínimo, debe ubicarse dos puntos de muestreo: aguas arriba y aguas abajo, en el cuerpo de agua receptor (tomando como referencia la descarga de un efluente líquido).
Estos puntos permitirán determinar:
La calidad del recurso hídrico en el punto referencial aguas arriba. Si la descarga de efluentes líquidos de las actividades productivas contribuyen a la contaminación de los cuerpos receptores. En qué nivel están afectando los contaminantes a los cuerpos receptores.
El punto de muestreo aguas arriba estará ubicado lo suficientemente distante para asegurarse que no exista influencia de la descarga de un efluente líquido, pero aguas abajo estará ubicado de cualquier descarga que pudiera influir en las características de calidad del agua. La ubicación del punto de muestreo aguas abajo debe estar en el punto en el que la descarga se haya mezclado completamente con el agua receptora dependiendo del caudal de la misma (100 m aguas abajo aprox.).
7. MEDICION DE CAUDALES
El caudal es la cantidad, o volumen, de agua que pasa por una sección determinada en un tiempo dado. El caudal, pues, está en función de la sección a atravesar por la velocidad del agua. Se expresa en litros o metros cúbicos por segundo (l/seg o m3/seg). Para la medición de caudales es muy importante conocer la fuente de agua (manantial, río, etc.; según descripción del cliente) , lo cual nos permitirá escoger el método más adecuado de los muchos que hay los que a continuación se detallan, siendo los más utilizados el método del correntómetro y el método del flotador.
7.1. Método del Correntómetro
En este método la velocidad del agua se mide por medio del correntómetro que mide la velocidad en un punto dado de la masa de agua. Por razones de seguridad, se sugiere el uso de este método sólo en cursos de agua cuyo tirante no sea mayor de 60 cm, ya que la fuerza de la corriente representa un serio peligro para el monitor.
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7.2.1. Equipos y Materiales:
Madera ó botella de plástico (algún objeto que pueda quedar en suspensión) Wincha o cinta métrica Cronómetro Botas (muslera) Ficha de campo
7.2.2. Procedimiento
Elegir un tramo uniforme del canal. Tomar los datos de longitud, ancho (en ambos extremos del tramo) y profundidad (tres veces en cada extremo y en diferentes puntos), con estos datos se hallara el volumen de agua.
A 1
A 2
L
V = L x H x A
En el extremo superior dejar caer una botella de plástico, en el mejor de los casos se usara una botella de medio litro con contenido de agua hasta la mitad. Para tener mayor exactitud esta operación se deberá repetir 5 veces y se determinara el promedio del tiempo.
A = (A 1 + A 2 )/
H = (H 1 + H 2 + H 3 + H 4 + H 5 + H 6 )/
T = (t 1 + t 2 + t 3 + t 4 + t 5 )
Él calculo consiste en: Q = V/ T
Donde: L: Largo del tramo H: Profundidad promedio de la sección. A: Promedio de anchos. V: volumen final t: Tiempo en segundos del recorrido por el flotador
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T: Tiempo Promedio del recorrido por el flotador a lo largo del tramo seleccionado. Q: Caudal
7.3. Método usando dispositivos especiales tales como: vertederos y canaletas (Parshall, trapezoidal, sin cuello, etc.). Para la medición de caudales también se utilizan algunas estructuras intencionalmente construidas, llamadas medidores. Las estructuras que actualmente se usan se basan en los dispositivos hidráulicos son: Orificio, vertedero y sección crítica. 7.3.1. Vertedero:
Pueden ser de descarga libre o ahogada, de cresta delgada o ancha. La ecuación general de los vertederos es:
Q = K L HN
Donde: Q: Caudal K, N: coeficiente L: Longitud de cresta H: tirante de agua
7.3.2. Método Volumétrico
Se emplea por lo general para caudales muy pequeños y se requiere de un recipiente para colectar el agua. El caudal resulta de dividir el volumen de agua que se recoge en el recipiente entre el tiempo que transcurre en colectar dicho volumen. Para tener una mayor exactitud se deberá repetir la operación 5 veces y se tomara el promedio del tiempo obtenido.
Q = V / T
Donde: Q: Caudal m^3 /s V: Volumen en m^3 T: Tiempo en segundos
8. PROGRAMA DE MONITOREO
El programa de monitoreo permitirá, con los medios que se dispone, que la caracterización del fenómeno a estudiar sea viable y de la manera más aproximada posible a la realidad.
Se establecen por lo general, los siguientes puntos:
8.1. Estudios preliminares
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podrá establecer perfectamente la secuencia de calidad del agua en función de los períodos de estratificación y mezcla térmica experimentados por el lago.
Si el agua a potabilizar procede de un río , lógicamente afectado de más variaciones inesperadas de calidad que un embalse o lago, también debe establecerse su pauta de calidad en el punto de captación de aguas. La frecuencia y análisis antes expuestos deberán incrementarse (sobre todo ante circunstancias atípicas, como lluvias, vertidos incontrolados, etc.). Es conveniente analizar los siguientes parámetros: sólidos en suspensión, demanda bioquímica de oxígeno, dureza, nitrógeno total y algunos metales pesados, por lo cual deberá hacerse la sugerencia al cliente.
8.3.3. Agua Subterránea
En general suele presentar una buena calidad. El programa de muestreo para este caso es más restringido, aplicándose las determinaciones efectuadas en ríos pero con una frecuencia temporal más amplia (trimestral) (Ver tabla I).
8.3.4. Efluentes
Tanto en el caso de aguas residuales domésticas como industriales, las frecuencias de muestreos no están bien delimitadas. Según los Estándares de Calidad Ambiental y la Ley General del Agua (Ver tabla 1 y tabla 6) que la desarrollan se establecen características que definen la obligatoriedad del tratamiento de un vertido urbano o industrial a un cauce público.
8.3.4.1. Para un agua residual urbana se pueden realizar un seguimiento efectivo sobre sus pautas de calidad, por ejemplo, mediante un muestreo quincenal o semanal del agua natural integrada antes de su ingreso en el cauce público y el análisis de: temperatura, sólidos sedimentables y en suspensión, pH, conductividad, demanda bioquímica de oxígeno y demanda química de oxígeno, amonio, nitrógeno total y fósforo total, detergentes, grasas, cloruros, sulfatos, cianuros, fenoles y metales totales. Con frecuencia mensual o bimensual podría determinarse algún otro parámetro de interés.
Se pueden tomar muestras únicas o integradas en períodos de 24 horas. En el caso concreto de un seguimiento para caracterizar la situación fisicoquímica de un agua residual para su depuración futura, deberán tomarse muestras, tanto del global de agua de toda la población, como de los puntos de emisión particulares de determinadas zonas o sectores y a diferentes horas del día.
8.3.4.2. Los vertidos industriales son un tema muy complejo, puesto que sus características vendrán dadas por la actividad en concreto de la industria causante del efluente. Si la población dispone de Ordenanza de Vertidos que marque los límites que no deben ser sobrepasados en los efluentes industriales al alcantarillado, se analizarán todos los parámetros recogidos en la Ordenanza para cada vertido,
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al menos con periodicidad bimensual, si bien esto también estará en función del caudal de vertido.
Análisis más frecuentes de sólidos en suspensión, demandas químicas y bioquímicas de oxígeno, pH, conductividad, detergentes, grasas, nitrógeno y fósforo totales y materias inhibidoras de la biodegradación, pueden ser suficientes para ir caracterizando cada vertido. En realidad, la práctica irá informando sobre la necesidad de chequear un parámetro u otro. Además, la toma de muestras deberá practicarse preferentemente, durante las puntas de producción de cada empresa en concreto que suelen ser las de mayor poder contaminante.
9. MUESTREO, PRESERVACIÓN, CONSERVACIÓN Y ENVÍO DE LAS MUESTRAS AL LABORATORIO
DE ANÁLISIS
9.1. Toma de Muestras Es importante considerar las etapas que se tiene que dar para la toma de muestras de agua, con la finalidad que la muestra sea lo más representativa posible y así asegurar la integridad desde su recolección hasta el reporte de los resultados.
9.1.1. Criterios de Muestreo según Indicadores a Analizar
9.1.1.1. Indicadores Biológicos
Muestra microbiológica: Deberá realizarse a una profundidad de 20 a 30 cm. Los frascos para las muestras deben ser de vidrio y esterilizados, no deben ser sometidos al enjuague, la toma de muestra es directa dejando un espacio para aireación y mezcla de 1/3 del frasco de muestreo.
Muestras de Parásitos: Deben emplearse frascos de plásticos de boca ancha con cierre hermético, limpios. Abrir el envase, enjuagar tres veces y sumergirlo a unos 30 cm por debajo de la superficie.
9.1.1.2. Indicadores Orgánicos
Para el caso de Aceites y Grasas e Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH): Deberá realizarse la toma directa sin realizar el enjuague. La toma de muestra se hace en la superficie del agua. Los frascos a utilizar serán de vidrio, color ámbar de boca ancha con cierre hermético (no utilizar contratapa de plástico), de un litro de capacidad y preservar.
Para Demanda Bioquímica de Oxígeno : Utilizar frascos de plástico de boca ancha de un litro de capacidad, limpios, enjuagar el frasco tres veces, al tomar la muestra llenar completamente el frasco e inmediatamente tapar (no se debe de congelar la muestra), no requiere de preservantes.
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- Cámara digital
- GPS
- Linterna
- Cintas de embalaje
- Preservantes*
- Formatos de campo
- Si la toma de muestra se realiza fuera de la localidad.
9.1.3. Muestreo de Agua Potable
9.1.3.1. Consideraciones Generales:
- Si el agua que sale de la planta de tratamiento proviene de una fuente subterránea va directamente a uno o más reservorios (siempre y cuando el reservorio no reciba agua de otra fuente), el muestreo en la planta puede ser omitido, de manera que se podrían tomar las muestras correspondientes sólo en el reservorio ó los reservorios.
- Si el agua de la fuente subterránea no es clorada, sino en el reservorio, las muestras para el control se tomarán sólo en el reservorio correspondiente. Si se tratara de varias fuentes no cloradas que van a un solo reservorio, se tomarán las muestras sólo en el reservorio.
- Antes de la toma de muestras para el análisis bacteriológico, se debe determinar siempre el contenido de cloro residual. Si el agua en algún punto tuviera un contenido menor de 0,5 mg/L de cloro libre residual, se debe proceder a tomar una muestra adicional al número de muestras ya establecido.
Para planificar la toma de muestras para análisis físico y químico, considerar lo siguiente:
- Si el agua que sale de la planta de tratamiento va directamente a un solo reservorio (siempre y cuando el reservorio no reciba agua de otra fuente), el muestreo en la planta debe realizarse con la frecuencia correspondiente, y omitirse el muestreo en el reservorio o viceversa.
- Si el agua que sale de la planta de tratamiento va directamente a varios reservorios (siempre y cuando el reservorio no reciba agua de otra fuente), el muestreo en la planta debe realizarse con la frecuencia correspondiente, y el muestreo en los reservorios por lo menos una vez al año.
- Si el agua que proviene de una fuente subterránea va directamente a uno o más reservorios (siempre y cuando el reservorio no reciba agua de otra fuente), el muestreo en la fuente subterránea debe realizarse con la frecuencia correspondiente, y omitirse el muestreo en el reservorio o viceversa.
- Las muestras requieren almacenamiento a baja temperatura (uso de ice pack) y realizar el análisis inmediatamente en el laboratorio.
- Llenar los registros de cada muestra recolectada en la cadena de custodia e identificar cada frasco (rotulado).
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9.1.3.2. Materiales y Equipos:
Equipo Multiparamétrico. Turbidímetro Coolers Ice pack o bolsas de hielo Preservantes Frascos de vidrio transparente y/o ámbar Frascos de plástico Pisceta Agua destilada Papel toalla
9.1.3.3. EPP:
Chaleco, casaca y/o impermeable Zapatos de seguridad. Gorro o casco. Guantes de Nitrilo Poncho para Agua (en caso de lluvia)
9.1.3.4. Procedimiento de Muestreo:
Cloro residual. Las muestras se recolectan a la salida de plantas de tratamiento, fuentes subterráneas, reservorios y redes de distribución^1.
- Ubicar los puntos críticos, puntos notables puntos sospechosos y genéricos, en cada zona de abastecimiento.
- Utilizar botella de plástico.
- Colocarse los guantes de nitrilo.
- Enjuagar 3 veces el envase con el agua a muestrear.
- Tomar la muestra.
Control bacteriológico, físico y químico. Las muestras se recolectan a la salida de plantas de tratamiento, fuentes subterráneas, reservorios y redes de distribución.
- Utilizar botella de plástico/vidrio. (ver tabla 4)
- Colocarse los guantes de látex.
- Tomar las muestras.
1 Resolución de Superintendencia Nº190-97-SUNASS
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Rotular las muestras y colocar la hora exacta en que se está tomando la muestra. Colocarse los guantes de látex. Enjuagar 3 veces el frasco antes de tomar la muestra para los parámetros, a excepción para los parámetros biológicos que solo se toma la muestra. Para un análisis general se toma la muestra hasta el ras (que no contenga burbujas). Para los análisis biológicos se abre la tapa dentro del agua y se toma 1/3 de la muestra solo y se tapa dentro del agua. Para metales totales solo se toma hasta el ras (que no contenga burbujas). 9.1.5. Muestreo de Aguas Residuales
9.1.5.1. Consideraciones Generales
Las muestras deben examinarse tan pronto sea posible (ver tabla 4), ya que la descomposición bacteriana continúa en el frasco de la muestra. Se debe respetar los tiempos mínimos entre toma de muestra y llegada a laboratorio especificados por el laboratorio para cada muestra. Cuando se van a tomar varias muestras en un punto o estación de muestreo se tomará en primer lugar las destinadas al análisis microbiológico, después al análisis biológico y en último lugar la destinada a las determinaciones fisicoquímicas, con lo cual se evitarán posibles contaminaciones. En muestras de vertidos, es importante considerar que la concentración de partículas se afecta tanto en profundidad como espacialmente, pudiendo no ser homogénea en el tiempo. Llenar los registros de cada muestra recolectada en la cadena de custodia e identificar cada frasco (etiquetado).
9.1.5.2. Materiales y Equipos
Equipo Multiparamétrico. Turbidímetro Coolers Ice pack o bolsas de hielo Preservantes Frascos de vidrio transparente y/o ámbar Frascos de plástico Pisceta contenido agua destilada, Papel toalla Balde Muestreador
9.1.5.3. EPP
Zapatos de seguridad y/o botas. Gorro, casco.
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Lentes. Mascarillas Guantes de látex Guardapolvo Poncho para Agua (en caso de lluvia)
9.1.5.4. Procedimiento de Muestreo
Es imprescindible la protección especial que se debe tener en este tipo de agua, uso de guantes de látex y mascarillas. La muestra se tomara donde estén bien mezcladas las aguas residuales y de fácil acceso, como puntos de mayor turbulencia, caída libre desde una tubería o justamente en la entrada de una tubería. Si se trata de una muestra compuesta, el recipiente donde se va a realizar la mezcla debe de estar previamente enjuagada 3 veces. Para un análisis general se toma la muestra hasta el ras (que no contenga burbujas). Para los análisis biológicos se abre la tapa dentro del agua y se toma 1/3 de la muestra solo y se tapa dentro del agua. (con ayuda del balde) Para metales totales solo se toma hasta el ras (que no contenga burbujas).
9.1.6. Muestreo de Lagos y Lagunas
9.1.5.5. Consideraciones Generales
Las muestras deben examinarse tan pronto sea posible (ver tabla 4). Si se toman muestras de agua en profundidad, el recipiente debe quedar herméticamente cerrado para evitar que sustancias oxidables al contacto con el aire varíen su concentración desde su origen hasta el momento del definitivo análisis en el laboratorio. Las muestras requieren almacenamiento a baja temperatura (uso de ice pack) y/o preservación con químicos para mantener su integridad durante el transporte y antes del análisis en el laboratorio. Llenar los registros de cada muestra recolectada en la cadena de custodia e identificar cada frasco (etiquetado).
9.1.5.6. Materiales y Equipos
Equipo Multiparamétrico. Turbidímetro Coolers Ice pack o bolsas de hielo Preservantes
