• Categories
• Minerales
• Hierro
• Agua
• Redox (óxido-reducción)
• Ácido sulfúrico

Citation preview

“Año del Diálogo y la Reconciliación Nacional”

UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL

“DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO DE LA COMUNIDAD CAMPESINA CORDILLERA BLANCA, CANREY CHICO, RECUAY” ESTUDIANTES INCHICAQUE SANCHEZ CARLOS MEJÍA GOMEZ JHEDER OSORIO TREJO DAVID RIVAS QUIÑONES YEAN DOCENTE Ing. YEIDY MONTANO CHAVEZ

HUARAZ – ÁNCASH – PERÚ OCTUBRE – 2018

Tabla de contenido INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 3 1.1.

Planteamiento del problema ..................................................................................... 3

1.2.

Hipótesis ...................................................................................................................... 4

1.3.

Objetivos ...................................................................................................................... 4

1.4.

Fundamentación ......................................................................................................... 4

1.5.

Descripción del ámbito de estudio (Garro, 2015) .................................................. 5

MARCO TEÓRICO ................................................................................................ 8 2.1.

Antecedentes .............................................................................................................. 8

2.2.

Marco conceptual ....................................................................................................... 8

2.2.1.

Producción de drenaje ácido de rocas ............................................................ 8

2.2.2.

Consecuencias del drenaje de ácido de rocas .............................................. 8

2.2.3.

Impactos de un Drenaje de ácido de rocas .................................................... 9

2.2.4.

Calidad de agua .................................................................................................. 9

2.2.5.

Humedales artificiales ...................................................................................... 10

2.2.6.

Legislación ambiental ...................................................................................... 10

2.3.

Definición de términos ............................................................................................. 13

2.3.1.

Drenaje ácido de roca ...................................................................................... 13

2.3.2.

Calidad ambiental ............................................................................................. 13

2.3.3.

Metales pesados ............................................................................................... 13

2.3.4.

Remediación...................................................................................................... 14

METODOLOGÍA................................................................................................... 15 3.1.

Diseño de la investigación ...................................................................................... 15

3.2.

Técnicas de procesamiento y análisis de datos .................................................. 16

3.3.

Recursos .................................................................................................................... 17

RESULTADOS Y DISCUSIONES ....................................................................... 18 4.1.

Resultados ................................................................................................................. 18

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................... 21 5.1.

Conclusiones ............................................................................................................. 21

5.2.

Recomendaciones ....................................................... ¡Error! Marcador no definido.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 22 ANEXOS ............................................................................................................... 23

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

1.1. Planteamiento del problema Uno de los problemas ambientales a nivel mundial es la escasez del agua debido a la fuerte contaminación por agentes infecciosos y dañinos que se han generado de las diferentes actividades naturales y antropogénicas. Una de las más grandes contaminaciones es la de los efluentes por acción natural, vertimientos de contaminantes y falta de educación ambiental de los pobladores aledaños a los ríos que se ven afectados y alterados por la presencia de bacterias, metales pesados, coliformes, desechos sólidos, entre otros; lo cual genera un problema ambiental en corto, mediano y largo plazo. El río Negro ubicado en la provincia de Recuay, departamento de Áncash y en su trayecto se pueden observar una coloración rojiza en las rocas generando la contaminación del Río Santa. En la parte alta del río Negro se observa los procesos naturales como la meteorización de las rocas y el pastoreo de ganados. En la parte media y baja del río Negro se ubica la población de Canrey chico; además, el río Negro presenta el proceso de oxidación en las rocas en todo su trayecto. Por otra parte, se realizan actividades de ganadería y agricultura que son las actividades primordiales de la población; sin embargo, la Comunidad Campesina Cordillera Blanca realiza un tratamiento usando un sistema de humedal que usan para el riego de sus cultivos. ¿Cómo es la calidad del agua de riego de la comunidad campesina Cordillera Blanca, Canrey chico, provincia de Recuay-Ancash en el periodo octubre – diciembre 2018 para el riego de pastos mejorados?

1.2. Hipótesis La calidad del agua de riego de la comunidad campesina Cordillera Blanca, Canrey chico, provincia de Recuay-Ancash en el periodo octubre – diciembre 2018 es buena para el riego de pastos mejorados. 1.3. Objetivos 1.3.1.

Objetivo general Evaluar la calidad del agua del río Negro para agua de riego de la comunidad campesina Cordillera Blanca, Canrey chico, provincia de Recuay-Ancash en el periodo octubre – diciembre 2018.

1.3.2.

Objetivos específicos  Medir y evaluar los principales datos físicoquímicos, inorgánicos y biológicos del agua del río Negro.  Comparar, analizar e interpretar los resultados de laboratorio de las muestras de agua del río Negro con el D.S N° 015-2015MINAM (Categoría 3: riego de vegetales) antes y luego de su tratamiento.  Identificar las potenciales fuentes de contaminación del río Negro.  Proponer mejoras para mantener la buena calidad del agua del río Negro

1.4. Fundamentación Al evaluar la contaminación del agua y el aumento de los niveles de concentración de contaminantes, se observa la relación directa que ésta tiene con el desarrollo de diferentes actividades del hombre (minería, construcción, ganadería, agricultura, comercio, etc) que vierten sus aguas y residuos a los ríos sin previo tratamiento. En la actualidad las diferentes Universidades, Entidades del Estado (ANA, DIGESA, MINAM, MINAGRI, etc.) e Instituciones Privadas (Empresas Mineras principalmente) vienen realizando estudios de

evaluación de calidad de agua con el objetivo de conocer el estado de la calidad de los cuerpos de agua, prevenir la contaminación y hacer cumplir la legislación en materia ambiental. La siguiente investigación busca evaluar la calidad del agua del rio Negro para fines de riego de vegetales y bebida de animales; de manera que a partir de esta investigación se cuente con una base de datos la cual sirva para la toma de decisiones locales, regionales y nacionales para mejorar la agricultura y ganadería. Desde el punto de vista de la importancia social, esta investigación generará reflexión e interés de la comunidad sobre el cuidado del agua. Finalmente,

a

nivel

profesional

pondrá

en

manifiesto

los

conocimientos adquiridos durante la formación de ingeniero ambiental y permitirá proponer otros estudios que surjan de la problemática aquí descrita. 1.5. Descripción del ámbito de estudio (Garro, 2015) El humedal artificial de tres celdas para el tratamiento del drenaje de roca en el canal Chonta – Canrey chico, cuenta con tres sedimentadores de mampostería simple y tres celdas de un humedal artificial, cada una de estas se encuentran conectadas e instaladas a diversas altitudes, a 3695 msnm (sedimentadores), 3671 (celda N° 1), 3670 msnm (celda N° 2) y 3666 msnm (celda N° 3). Las celdas del humedal artificial están implementadas con sustratos específicos (arena gruesa, estiércol de ovino, baterías sulfato reductoras) y la especie fitorremediadora (Juncus articus) especie endémica de la zona. El agua es transportada a través de un canal secundario, que conecta del canal principal (Chonta), al primer sedimentador, luego pasa al segundo sedimentador por rebose, y de igual manera al tercer sedimentador; cada una de estas estructuras cuenta con una tubería de 6” de diámetro, ubicadas a 20 cm de la base de los sedimentadores para realizar el mantenimiento y remover manualmente los sedimentos acumulados en la base.

Al final de último sedimentador se encuentra un canal para transportar el agua a la primera celda del humedal artificial, ubicada a 250 m, luego sale por un canal secundario y conecta al principal para ingresar a la segunda celda, ubicada a 30 m, con el mismo mecanismo el agua sale de la segunda celda y es transportada a la tercera y última celda del humedal artificial, ubicada a 150 m. 1.5.1.

Ubicación y acceso El área de estudio se encuentra ubicado en la comunidad campesina Cordillera Blanca, centro poblado Canrey Chico, distrito y provincia de Recuay, departamento de Áncash; con altitudes entre los 3666 y 3695 msnm. El humedal artificial se encuentra ubicado al margen izquierdo del río negro (Figura 1). El acceso para llegar al área de estudio, es subiendo por la carretera que lleva de Olleros al centro poblado de Canrey Chico a través de la carretera Huaraz – Lima hasta el desvío del puente Bedoya.

1.5.2.

Características del ámbito de estudio

1.5.2.1.

Recurso hídrico El recurso hídrico de la comunidad campesina es proveniente de los nevados Urwashraju y Yanamarey, dando origen a la quebrada del río Negro. Esta quebrada se encuentra en la margen derecha del río Santa y desemboca a dos kilómetros de la capital del distrito.

1.5.2.2.

Suelos Este lugar es caracterizado por presentar un suelo proveniente de depósito aluvial, los materiales han sido transportados y depositados por una corriente de agua, el cual está compuesto por arena, grava, arcilla o limo. También se observa una pendiente plana en la parte baja y una pendiente moderada en la parte alta de la cordillera.

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

2.1. Antecedentes

La comunidad campesina Cordillera Blanca en apoyo con el Instituto de Montaña, se formó el Comité de Investigación Agropecuario Local (CIAL), encargados de realizar monitoreos a los cuerpos de agua y determinar su calidad para consumo y riego. Por ello, mediante el monitoreo de la calidad del río Negro se demostró que el agua no es apta para riego, consumo de animales y la población. Dichos datos fueron corroborados

2.2. Marco conceptual 2.2.1.

Producción de drenaje ácido de rocas El drenaje ácido de rocas (ARD, por sus siglas en inglés) está formado por la oxidación natural de los minerales de sulfuros relativamente comunes cuando están expuestos al agua y al aire. Como la oxidación en el hierro, la oxidación de sulfuro es una reacción química espontánea en la que hay oxígeno presente. La oxidación de la pirita (conocida como sulfuro de hierro u “oro de los tontos “) produce ácido sulfúrico y sulfato férrico, y es la responsable de la mayoría de la formación de DAR. (PERÚ, 2018)

2.2.2.

Consecuencias del drenaje de ácido de rocas Debido a que el DAR contiene ácido sulfúrico, el pH del agua disminuye una vez que comienza la oxidación del sulfuro. En condiciones de pH bajo, el sulfato férrico se puede oxidar a hierro férrico, que es capaz de oxidar otros minerales como el plomo, cobre, zinc o sulfuros de cadmio. Como resultado, el DAR

frecuentemente contiene altas concentraciones de metales disueltos tóxicos. (PERÚ, 2018) La formación de DAR ocurre naturalmente donde los minerales de sulfuro están expuestos a la atmósfera. De hecho, la detección de estos drenajes en aguas superficiales o subterráneas es una poderosa herramienta de exploración para quienes buscan depósitos minerales. Los minerales de sulfuro constituyen una proporción importante de roca en algunos entornos geológicos, y los depósitos expuestos generalmente tienen una capa roja o amarilla de material oxidado conocido como gossan o montera de hierro. Las actividades de excavación tienen el potencial de acelerar el proceso de DAR al exponer los minerales de sulfuro hacia el aire y agua. Estas actividades incluyen la construcción de autopistas, canteras, obras de ingeniería civil, tala y extracción de metales y carbón. (PERÚ, 2018) 2.2.3.

Impactos de un Drenaje de ácido de rocas Hay una serie de bacterias microscópicas comunes que oxidan los minerales de azufre para recibir una fuente de energía; estas bacterias pueden acelerar la tasa de oxidación de azufre y son un factor importante en la formación del DAR. Incluso se han encontrado microorganismos oxidantes de azufre que viven a temperaturas bajo cero. (PERÚ, 2018)

2.2.4.

Calidad de agua La calidad de la fuente debe caracterizarse de la manera más completa posible para poder identificar el tipo de tratamiento que necesita y los parámetros principales de interés en periodo seco y de lluvia. Es necesario de antemano conocer: El tipo de fuente, la calidad del agua de la misma, las características organolépticas, físico-químicas y microbiológicas esenciales, los estudios de tratabilidad para seleccionar los procesos de potabilización, el

procedimiento de muestreo para el control de calidad, las características de producción que debe cumplir la fuente para el abastecimiento que se requiere, la protección que debe suministrarse a este recurso y otros aspectos adicionales. (Cordero Ordónez & Nelson, 2011) 2.2.5.

Humedales artificiales La calidad del agua es un término variable en función del uso concreto que se vaya a hacer de ella. Para los usos más importantes y comunes del agua existen una serie de requisitos recogidos en normas específicas basados tradicionalmente en las concentraciones

de

diversos

parámetros

físico-químicos:

(SENAMHI, 2008) a. Físicos: sabor y olor, color, turbidez, conductividad eléctrica, temperatura. (SENAMHI, 2008) b. Químicos: pH, O2, saturación de oxígeno, sólidos en suspensión,

cloruros,

sulfatos,

nitratos,

fosfatos,

amoniacosulfuros, hierro, manganeso, metales pesados, gases disueltos como dióxido de carbono, etc, DBO5, DQO. (SENAMHI, 2008) c. Biológicos: 

Bacterianos (presencia de bacterias coliformes,

indicadoras de contaminación fecal y otras como Salmonellas, etc.); presencia de virus. 

Comunidades de macroinvertebrados bentónicos:

son indicadores de buena calidad del agua en función de las especies más o menos tolerantes a la contaminación que aparezcan. (SENAMHI, 2008)

2.2.6.

Legislación ambiental Modifican los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua y establecen disposiciones complementarias para su aplicación.

Artículo 1. Modificación de los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua, aprobados por Decreto Supremo Nº 002-2008MINAM. Artículo 3. ECA para Agua e instrumentos de gestión ambiental. (El Peruano, 2015) Tabla N° 1: Estándares nacionales de calidad ambiental para agua (Categoría 3) CATEGORIA 3 CATEGORIAS PARÁMETRO

UNIDAD

ECA AGUA: CATEGORÍA 3 PARÁMETROS PARA RIEGO DE PARÁMETROS PARA BEBIDAS DE VEGETALES ANIMALES

D1: RIEGO DE CULTIVOS DE TALLO ALTO Y BAJO

D2: BEBIDA DE ANIMALES

FÍSICO-QUÍMICOS Aceites y grasas

mg/L

5

10

Bicarbonatos

mg/L

518

**

Cianuro Wad

mg/L

0.1

0.1

Cloruros

mg/L

500

**

Color (b)

Color verdadero escala Pt/Co

100 (a)

100 (a)

2500

5000

15

15

40

40

0.2

0.5

0.002

0.01

1

**

100

100

10

10

4

5

6.5-8.5

6.5-8.4

1000

1000

Δ3

Δ3

(uS/cm) Conductividad Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5)mg/L Demanda Química de Oxígeno (DQO) mg/L mg/L Detergentes (SAAM) mg/L Fenoles Fluoruros

mg/L

Nitratos (NO3-N) +mg/L Nitritos (NO2-N) Nitritos (NO2-N) mg/L Oxígeno Disuelto (valor mg/L mínimo) Potencial de Hidrógeno Unidad de pH (pH) mg/L Sulfatos Temperatura INORGÁNICOS

°C

Aluminio

mg/L

5

5

Arsénico

mg/L

0.1

0.2

Bario

mg/L

0.7

**

Berilio

mg/L

0.1

0.1

Boro

mg/L

1

5

Cadmio

mg/L

0.01

0.05

Cobre

mg/L

0.2

0.5

Cobalto

mg/L

0.05

1

Cromo total

mg/L

0.1

1

Hierro

mg/L

5

**

Litio

mg/L

2.5

2.5

Magnesio

mg/L

**

250

Manganeso

mg/L

0.2

0.2

Mercurio

mg/L

0.001

0.01

Niquel

mg/L

0.2

1

Plomo

mg/L

0.05

0.05

Selenio

mg/L

0.02

0.05

Zinc

mg/L

2

24

ug/L

35

35

ORGANOCLORADOS Aldrin ug/L

0.004

0.7

Clordano

ug/L

0.006

7

DDT

ug/L

0.001

30

Dieldrin

ug/L

0.5

0.5

Endosulfan

ug/L

0.01

0.01

Endrin

ug/L

0.004

0.2

Heptacloro y ug/L heptacloro epóxido

0.01

0.03

ug/L

4

4

ug/L

1

11

0.04

0.045

1000

5000

1000

1000

20

20

100

100