protocolo de monitoreo, Apuntes de Ingeniería de Aguas y Aguas Residuales

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APROBADO POR:

Dra. María del Carmen Gastañaga Ruiz Directora General de Salud Ambiental

Ing. Segundo Fausto Roncal Vergara Dirección de Ecología y Protección del Ambiente

ELABORADO POR: Área de Protección de los Recursos Hídricos Ing. Amarildo Fernández Estela Ing. Flor de María Huamaní Alfaro Bach. Ing. Jaime Rojas Ramos Sr. Isaac Lavado Baldeón

Dirección de Laboratorio Ing. Leopoldo Goetendía Lacma Quim. Cristina Toro Vilchez Quim. Sixto Guevara Vásquez Blga. Ivonne Loayza Ramos Blgo. Rafael Huapaya Porras

1. INTRODUCCION

El Ministerio de Salud, a través de la Dirección General de Salud Ambiental – DIGESA, en calidad de Autoridad Sanitaria y en cumplimiento al mandato establecido por el Decreto Ley Nº 17752 “Ley General de Aguas”, como responsable de la preservación, monitoreo y control de la Calidad Sanitaria de los Recursos Hídricos, viene ejecutando desde el año 1999 el Programa Nacional de Vigilancia de la Calidad de los Recursos Hídricos, cuyo objetivo fundamental es la preservación sanitaria y ambiental de la calidad de los recursos hídricos a fin de lograr la salud de la población, asegurar la calidad de las aguas en beneficio de las actividades productivas y mantener el equilibrio ecológico en los hábitat acuáticos.

El Monitoreo de la calidad sanitaria de los Recursos Hídricos se ejecuta a través de la Red de Vigilancia conformada por la DIGESA y las Direcciones Ejecutivas de Salud Ambiental (DESA’s) del país quienes se encargan de la parte operativa llevando a cabo el cumplimiento del “Protocolo de Monitoreo de la Calidad Sanitaria de Recursos Hídricos Superficiales”, priorizando el uso del recurso a monitorear (fuente de abastecimiento de población; preservación de recurso hídrico de impactos potenciales; la actividad industrial y/o antropogénica), la misma que deberá ser detallada en forma concreta y sustentada.

El presente documento establece los criterios fundamentales para el desarrollo de los monitoreos considerando las pautas para identificar los parámetros, las estaciones de muestreo, procedimientos de toma de muestras, preservación, conservación, envío de muestras y documentos necesarios. Asimismo, permitirá incorporar el aseguramiento y control de calidad del monitoreo.

2. OBJETIVO

El presente Protocolo tiene como objetivo establecer procedimientos utilizados en la ejecución del Programa Nacional de Vigilancia de la Calidad de los Recursos Hídricos de la Autoridad Sanitaria – DIGESA para evaluar la calidad sanitaria. Asimismo, servirá de Instrumento Oficial de trabajo para el usuario en general.

3. PARÁMETROS ESTABLECIDOS EN EL MONITOREO

Los parámetros se seleccionaran en función a las actividades antropogénicas, fuentes contaminantes y teniendo en cuenta la Clasificación de los Recursos Hídricos del País.

3.1 Parámetros de medición en campo

pH, Temperatura, Conductividad, Oxígeno Disuelto.

3.2 Parámetros determinados en laboratorio

Físicos: Turbiedad, Sólidos totales y sólidos suspendidos.
Iones principales: (Nitratos, Sulfato, Fosfatos, cianuro WAD y Libre, cloruros, nitritos, dureza total y cálcica, alcalinidad).
Metales (Ba, Cd, Cr, Pb, Zn, Mn, Fe, Cu Hg y As).

3.3 Parámetros Biológicos

Coliformes Totales.
Coliformes Termotolerantes.
Fitoplancton.
Perifiton
Parásitos

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 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 (Ejm. 100 m aguas abajo aprox.).

Todos los puntos de muestreo deben estar georeferenciados para plasmarlos en mapas, de manera que se pueda retornar a ellos con facilidad. Debe fotografiarse el lugar y tomar nota de alguna característica geográfica permanente. De ser posible, debe colocarse un hito en la orilla.

4.2. Medición de Caudales

El caudal de un río y/o quebrada 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 (metros cuadrados) a atravesar por la velocidad a la que atraviese la sección metros/segundo. Se expresa en litros o metros cúbicos por segundo (l/seg o m3/seg). El problema es determinar la velocidad, ya que es variable para cada punto del cauce, y aunque se pueden usar métodos de aproximación lo normal es considerar los datos ofrecidos por las estaciones de aforo instaladas.

Para la medición de caudales del agua existen varios métodos, siendo los mas utilizados el método del correntómetro y el método del flotador:

a) Método del Correntómetro.

En este método la velocidad del agua se mide por medio de un instrumento llamado correntómetro que mide la velocidad en un punto dado de la masa de agua.

Existen varios tipos de correntómetros, siendo los mas empleados los de hélice de los cuales hay de varios tamaños; cuando más grandes sean los caudales o más altas sean las velocidades, mayor debe ser el tamaño del aparato.

Cada correntómetro debe tener un certificado de calibración en el que figura la formula para calcular la velocidad sabiendo él numero de vueltas o revoluciones de la hélice por segundo. Estos correntómetros se calibran en laboratorios de hidráulica: una formula de calibración es la siguiente:

v = a n + b Donde:

V es la velocidad del agua, en m / s n es él numero de vueltas de la hélice por segundo. a es el paso real de la hélice en metros. b es la llamada velocidad de frotamiento en m / s

Como el Correntómetro mide la velocidad en un punto, para obtener la velocidad media de un curso de agua se deben en ciertos casos, medir la velocidad en dos, tres o más puntos, a diversas profundidades a lo largo de una vertical y a partir de la superficie del agua.

Las profundidades en las cuales se mide las velocidades con el correntómetro en función de la altura del tirante de agua d.

Tirante de agua ( d ) Profundidad de lectura del Correntometro Cm Cm < 15 d / 2 15 < d < 45 0,6 d

45 0,2 d y 0.8 d o 0.2 d, 0.6 d y 0.8 d

Conocidas las profundidades se calcula el área de la sección transversal, la que se utilizara para él cálculo del caudal

Donde:

V: Velocidad determinada con el correntómetro A: Área de la sección transversal

Q = v x A

b) Método del Flotador

El método del flotador se utiliza cuando no se tiene equipos de medición y para este fin se tiene que conocer el área de la sección y la velocidad del agua, para medir la velocidad se utiliza un flotador con el se mide la velocidad del agua de la superficie, pudiendo utilizarse como flotador cualquier cuerpo pequeño que flote: como un corcho, un pedacito de madera, una botellita lastrada, Este método se emplea en los siguientes casos:

A falta de correntómetro.
Excesiva velocidad del agua que dificulta el uso del correnmetro.
Presencia frecuente de cuerpos extraños en el curso del agua, que dificulta el uso del correntómetro.
Cuando peligra la vida del que efectúa el aforo.
Cuando peligra la integridad del correntómetro.

Él calculo consiste en

Q = A x v v = e / t

v: es la velocidad en m / s e: espacio recorrido en m del flotador t : tiempo en segundos del recorrido e por el flotador A: Área de la sección transversal Q: Caudal

c) Método usando dispositivos especiales tales como: vertederos y canaletas (parshall, trapezoidal, sin cuello, orificio, 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.

4.3. Registro de datos de campo.

Ficha de registro de campo: Utilizada en el monitoreo y que debe acompañar al Informe Técnico que elabore el profesional que realice la actividad, deberá contener la siguiente información:

• Se registrará el código del punto de muestreo, origen de la fuente, descripción clara y definida del punto de muestreo, hora y fecha de muestreo, localidad, distrito, provincia y departamento, coordenadas de ubicación del punto de muestreo, datos personales de quien realizó la toma de muestra, las condiciones climáticas y otras observaciones pertinentes en el punto de muestreo.
• Se registrarán todas las mediciones realizadas en el monitoreo.
• Para realizar esta actividad será necesario contar con equipos de medición de pH, conductividad eléctrica, oxígeno disuelto, termómetro, turbidímetro y GPS, Ejm. Equipo Multiparámetrico.
• Los datos requeridos en la Ficha de Registro se muestran en el Anexo I “Ficha de Registro de medición de datos de Campo”.

5. FRECUENCIA DE MONITOREO

La frecuencia de muestreo se establece de acuerdo a la estacionalidad debiéndose realizar el muestreo en época de avenida y época de estiaje, pudiendo ampliar la frecuencia de acuerdo a los impactos negativos que se generan en los recursos hídricos y población; así como la disponibilidad de recursos económicos necesarios para la ejecución del monitoreo y análisis de laboratorio.

6. MUESTREO, PRESERVACIÓN, CONSERVACIÓN Y ENVÍO DE LAS MUESTRAS AL

LABORATORIO DE ANÁLISIS.

La etapa de recolección de muestras es de trascendental importancia. Los resultados de los mejores procedimientos analíticos serán inútiles si no se recolecta y manipula adecuadamente las muestras, para esto se seguirán las recomendaciones establecidos en los “Métodos Normalizados para el Análisis de Aguas Potables y Residuales – American Public Heal Association, American Waer Works, Association Water Pollution Control Federation 20th Edition, 1998”.

6.1. Consideraciones Generales

• Los frascos requeridos deben ser de polietileno (preferencia primer uso) o vidrio, los cuales deben estar limpios y secos para evitar contaminación.
• Todo equipo deben esta debidamente calibrados.
• Las muestras requieren almacenamiento a baja temperatura y/o preservación con químicos para mantener su integridad durante el transporte y antes del análisis en el laboratorio.
• Los preservantes químicos más comunes son ácido clorhídrico, nítrico, sulfúrico e hidróxido de sodio. Tener cuidado en su manipulación.
• Las cajas térmicas usadas para el transporte de las muestras deberán ser apropiadas para almacenar las muestras tomadas, materiales de empaque y hielo.
• Llenar los registros de cada muestra recolectada (ficha de muestreo) e identifique cada frasco (etiquetado).

• Utilice procedimientos formales que rastrean la historia de la muestra desde la recolección hasta su llegada al laboratorio de análisis (cadena de custodia).
• La indumentaria de protección del personal que realizará el muestreo deberá estar constituido por chaleco, pantalón, gorra, casaca (zona sierra), impermeable, botines de seguridad, botas de jebe muslera, guantes de jebe y quirúrgico.
• Materiales de campo como arnés o soga, balde, linterna, muestreador con extensión, cronometro, cajas térmicas, ice pack.
• Materiales de laboratorio como pizeta, pipetas y/o goteros, bombilla de succión y frascos de plástico y vidrio según el requerimiento de análisis.

6.2. Toma, preservación y conservación de muestras de agua

Es importante considerar las etapas que se tiene que dar en todo proceso de muestreo, 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 por ello se debe tener en cuenta lo siguiente:

6.2.1. Toma de Muestras:

• Para la toma de muestras en ríos evitar las áreas de turbulencia excesiva, considerando la profundidad, la velocidad de la corriente y la distancia de separación entre ambas orillas.
• La toma de muestra se realizará en el centro de la corriente a una profundidad de acuerdo al parámetro a determinar.
• Para la toma de muestras en lagos y pantanos, se evitará la presencia de espuma superficial.
• La toma de muestras, se realizará en dirección opuesta al flujo del recurso hídrico.
• Considerar un espacio de alrededor del 1% aproximadamente de la capacidad del envase (espacio de cabeza) para permitir la expansión de la muestra.

a) Indicadores Biológicos

• La toma de 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.
• Para el caso de la toma de muestras de Parásitos deben emplearse frascos de plásticos de boca ancha con cierre hermético, limpios. Abrir el envase y sumergirlo a unos 30 cm por debajo de la superficie. El volumen requerido es 4 litros.
• En la toma de muestras para el análisis de Fitoplancton, se recogerá directamente, sin filtración previa, en un recipiente de vidrio. Deberá llenarse el recipiente de manera directa sumergiéndolo unos 20-25 cm por debajo de la superficie un volumen de 1/2 litros. Para la conservación del fitoplancton utilizar la solución de lugol ácido agregando entre 3 y 7 ml por litro (hasta virar color caramelo).

• La toma de muestras para los parámetros Físicos y iones se utilizan frascos de plástico de boca ancha con cierre hermético, limpios y de 1 litro de capacidad, no requiriendo preservación y conservándose en cajas protectoras de plástico a 4 °C aproximadamente.
• La toma de muestras para el parámetro Dureza Total y Cálcica se utilizan frascos de plástico de boca ancha con cierre hermético, limpios y de 1/2 litro de capacidad y luego preservar y conservándose en cajas protectoras de plástico a 4 °C aproximadamente.
• Para la toma de muestra de los parámetros Cianuro WAD y Libre se empleará frascos de plásticos de boca ancha con cierre hermético, limpios y de 1/2 litro de capacidad y luego preservar.
• Las características de los recipientes, volumen requerido y tipo de preservante se contempla en el Anexo II “Requisitos para toma de muestras de agua y preservación”.

6.2.2. Medición de parámetros en campo:

• Se recomienda que la medición de los parámetros en campo se realice tomando una muestra del recurso hídrico utilizando un balde limpio (realizar el enjuague) o pudiéndose realizar directamente en el recurso hídrico.
• En primer lugar deberá medirse oxígeno disuelto y luego el pH, conductividad eléctrica.

6.2.3. Preservación de las muestras de agua:

• Una vez tomada la muestra de agua, se procede a adicionarle el preservante requerido de acuerdo a lo estipulado en el Anexo II “Requisitos para toma de muestras de agua y manipulación”.
• Una vez preservada la muestra, cerrar herméticamente el frasco y para mayor seguridad encintar la tapa para evitar cualquier derrame del líquido.

6.2.4. Identificación de las muestras de agua:

• Los recipientes deben ser identificados antes de la toma de muestra con una etiqueta, escrita con letra clara y legible la cual debe ser protegida con cinta adhesiva transparente conteniendo la siguiente información:

1.- Número de Muestra (referido al orden de toma de muestra). 2.- Código de identificación (punto y/o estación de muestreo). 3.- Origen de la fuente. 4.- Descripción del punto de muestreo. 5.- Fecha y hora de la toma de la muestra. 8.- Preservación realizada, tipo de preservante utilizado. 9.- Tipo de análisis requerido. 10.- Nombre del responsable del muestreo.

• El Modelo de Etiqueta se adjunta en Anexo IV “Requisitos para etiqueta de identificación de muestras de agua”

6.2.5. Conservación y envío de las muestras de agua:

• Las muestras recolectadas deberán conservarse en cajas térmicas (Coolers) a temperatura indicada en el Anexo II “Requisitos para toma de muestras de agua y manipulación”, disponiendo para ello con preservantes de temperatura (Ice pack, otros).
• Los recipientes de vidrio deben ser embalados con cuidado para evitar roturas y derrames. En el caso de utilizar hielo, colocar este en bolsas herméticas para evitar fugas de la caja donde se transportan las muestras de agua.
• Las muestras recolectadas para análisis físico químicos deberán entregarse al laboratorio en el menor tiempo posible, preferentemente dentro de las 24 horas de realizado el muestreo.
• En el caso de las muestras para análisis microbiológico se recomienda entregar estas al laboratorio dentro de las 6 horas después del muestreo y conservadas (aguas superficiales y residuales), refrigerar a 4 ºC..
• Para su ingreso al laboratorio de análisis, las muestras deberán ir acompañadas de: Ficha de Cadena de Custodia, Ficha de Muestreo y el oficio de la Institución solicitante del análisis; documentos que en caso de ser remitidos dentro del “Cooler” deberán colocarse en un sobre plastificado a fin de evitar que se deterioren. Los formatos e información requerida se indica en el Anexo III “Ficha de Cadena de Custodia y Ficha de Muestreo”.

7. ASEGURAMIENTO Y CONTROL DE CALIDAD

Aseguramiento y control de calidad (AC y CC) son parte esencial de todo sistema de monitoreo. Comprende un programa de actividades (capacitación, calibración de equipos y registro de datos) que garantizan que la medición cumple normas definidas y apropiadas de calidad con un determinado nivel de confianza, o puede ser visto como una cadena de actividades diseñadas para obtener datos fiables y precisos.

Las funciones de control de calidad influyen directamente en las actividades relacionadas con la medición en campo, la calibración de los equipos de campo, registro de datos y la capacitación. Para garantizar el éxito del programa, es necesario que cada componente del esquema del aseguramiento y control de calidad se implemente de manera adecuada, para lo cual debe tenerse en cuenta lo siguiente:

a) Asegurarse que los frascos de muestreos cumplan con los requisitos técnicos establecidos en el presente protocolo. b) Enviar toda la documentación (formatos, cadena de custodia, etiqueta, oficios, etc) de las muestras asegurando que los datos de campo no varíen en su descripción. c) Es esencial que el personal de campo este capacitado para aplicar las metodologías estandarizadas y aprobadas.

Para realizar el control de calidad aplicado al muestreo se requiere considerar los siguientes blancos y duplicados de acuerdo a las determinaciones analíticas:

ANEXOS

DESA : .............................................

oN

T^

STD

OD

Conductividad

Estación

ºC

mg/L

mg/L

umhos/cm

Este

Norte

Fecha yHora de Muestreo

Departamento

Provincia

pH

Distrito

Localidad

ANEXO N° I

Descripción del Puento de Muestreo

Origen de la Fuente

FICHA DE REGISTRO DE DATOS DE CAMPO

PROGRAMA DE VIGILANCIA DE LA CALIDAD DE LOS RECURSOS HIDRICOS

Río ............................................

Observaciones

Coordenadas UTM

MINISTERIO DE SALUD

Dirección General de Salud Ambiental

“DIGESA”

............................, .......... de .................................. del 2007

(Nombre y Apellidos)Responsable de la Vigilancia de la Calidad de los Recursos Hídricos

Formulario

__

---

Las Amapolas N° 350 Lince Telf : 442-8353 - 442-8356Fax: 4226404 e-mail: [email protected]

N° de informe de ensayo

(1)

Solicitante:

Proyecto/Programa:

No. Oficio/ Memo:

Dirección:

Dist.:

Prov.:

Dpto.:

Contacto:

Telf:

Fax:

e-mail:Responsable del muestreo:

Firma:

V

Puntos de muestreo

Código

(1)^ DILAB

Hora de

muestreo

Código de

campo

Fecha de

muestreo

Departamento

U.T.M. Este

Norte

Volumen total

(ml)

P

(2)^ Matriz

Caja N°

Agua

N° de

frascos por

punto de

muestreo

ANEXO III: Cadena de custodia

Origen de la fuente

(3)

DIRECCIÓN DE LABORATORIO DE CONTROL AMBIENTAL

Localidad, urb.,

AA HH

Distrito

Provincia

(1)

Campo exclusivo para el laboratorio

Sub-total

0

(2) AP

(Agua Potable);

AR

(Agua Residual);

AS

(Agua Superficial);

AT

(Agua Subterránea);

AM

(Agua de mar);

AL

(Agua Pluvial);

EF (Efluente);

VE

(Vertimientos);

SE

(Sedimentos);

BV

(Blanco Viajero);

DP

(Duplicado);

BC

(Blanco de Campo);

BE

(Blanco de Equipo);

BF (Blanco de Frasco);

LD

(Lodos);

SU

(suelos)

(3)

Ejemplo para matriz AS origen de la muestra: Río Corrientes. Los datos deben coincidir con las etiquetas de los frascos.

Nombre

Institución

Firma

(1)

Muestras recibidas intactas:

Sí^

No

Comentarios

Entregado por:

Tipo de recipiente adecuado:

Sí^

No

Recibido por:

Muestras dentro del periodo de análisis:

Sí^

No

Entregado por:

Conservación de las muestras:

Recibido por:

Frío

Ambiente

Fecha

Hora

Recibido por:

Frío

Ambiente

Completar el formulario en el dorso de la hoja

DILAB RM-001-02 REV 03-

Cianuro

Código de campo

Parámetros Biológicos

(4)

Nitratos

Demanda bioquímica de oxígeno

Demanda química oxígeno

Aceites y grasas (M.E.H.)

Fosfato

pH

Cloro residual (mg/L)

S/cm)^ Conductividad (

Oxígeno disuelto (mg/L)

Parámetros medidos en campo

Parámetros Físico - Químicos

(4)

Sulfuros

Conductividad

Alcalinidad total

Cloruro

Dureza total

Temperatura ( °C)

Color

(Cd,Cr,Cu,Fe,Pb,Mn,Zn)Metales pesados

Arsénico

Mercurio

Cadmio

Sulfatos

Sólidos totales

Sólidos totales disueltos

Nitritos

Cobre

Cromo

Hierro

Manganeso

Plomo

Zinc

Esechericia coli

Enterococos

Salmonella sp.

Vidrio cholerae

Coliformes termotalerantes

Coliformes totales

Microalgas

Perifiton

Pseudomonas sp.

Heterotrofas

Observaciones

TPH (C10-C34)

Parásitos

(4)

Ver lista de parámetros del laboratorio de DIGESA y requisitos de manipulación y conservación, pedirla al correo electrónico o teléfono indicados.

Preservante agregado DILAB RM-001-02 REV 03-