El valor pH
El pH es lo que le da la acidez al agua en una escala de a 14. El pH 7 es el punto neutral. El pH de las aguas es determinado por la cantidad de ácidos y bases en ellas así como las sales que allí se disuelven.
Consecuencias químicas: El pH depende por un lado de la producción vegetal, y por el otro lado de las aguas residuales. Durante el día las plantas absorben CO2 del agua. El CO2 forma con el agua un ácido pobre. Respectivamente aumenta el valor pH. Análogamente este desciende durante la noche. El aumento del valor pH puede conllevar a una fuerte producción de amoníaco a partir de iones de amonio.
Consecuencias orgánicas: el amoníaco es un fuerte veneno para los peces. El valor pH influye tanto a las plantas como el metabolismo de los peces. Cuando el pH disminuye a menos de 5,5, o se eleva a más de 9, son pocas las posibilidades de vida.
La conductividad eléctrica
La conductividad del agua se basa generalmente en la concentración de iones. La resistencia eléctrica se define por el voltaje (V) dividido la intensidad de la corriente. El valor inverso de la resistencia es el parámetro de conductividad. El auga destilada posee la conductividad más baja. La más pequeña impureza hace que este valor suba. Por lo tanto es un importante criterio para la evaluación de la pureza del agua.
Consecuencias químicas: El agua de lluvia tiene una alta conductividad, esto se debe causa a la absorción de gases del aire y la reacción con sus iones. Aquí pueden aparecer valores de 60...100 m S/cm, a lo cual se demuestra muchas veces una directa relación con el valor pH. Los altos valores de conductividad en el agua de la superficie muestra claramente la carga de sal en el agua, que proviene en primera línea de residuos industriales, escurrimiento de abonos y sal de deshielo.
Consecuencias biológicas: El alto contenido de sales nutritivas (fosfatos, nitratos) en nuestras aguas conduce al crecimiento de las algas. La gran masa de algas moribundas es desintegrada por medio de aerobios. Cuando el oxígeno del agua se agota, empieza una desintegración anaeróbica de la biomasa. Se originan así los biogases (ej. metano, hidrógeno sulfurado, amoníaco, amonio ionado). Por la falta de oxígeno se produce la muerte de los peces.
La concentración de oxígenoEl oxígeno es primordial para la vida de la mayoría de los organismos animales y vegetales en el agua. Este gas se encuentra en el agua previamente diluido y solo de esa forma puede ser utilizado por peces, pequeños animales y bacterias.
El oxígeno llega al agua por dos caminos:
- Por medio de una relativamente alta presión parcial del oxígeno en la atmósfera se propagan las moléculas de oxígeno en el agua. Este proceso se beneficia en el agua fría y con la alta velocidad de flujo, juntamente con las turbulencias causadas.
-El oxígeno llega también al agua por medio de la fotosíntesis de las plantas (Ej. algas, plantas acuáticas o fitoplancton). Este proceso de oxigenación es de suma importancia en aguas que fluyen con lentitud. Además estas estrictamente ligada a la luz. Por eso mismo la concentración de oxígeno genera grandes fluctuaciones en el ritmo diario, estas deben ser tomadas en cuenta al momento de la evaluación. El momento crítico es por las mañanas temprano, ya que por la noche las plantas no producen oxígeno, sino que lo consumen
La poca concentración de oxígeno en las aguas se debe básicamente a las bacterias aerobias, quienes desintegran las substancias orgánicas. Estas tiene una procedencia mitad natural y mitad humana. Entre estas substancias hay plantas y animales muertos, excreciones animales, encausamientos y napas industriales, de transporte y agronomía, deshechos hogareños, materia fecal y precipitaciones contaminadas entre otros.
Consecuencias químicas: si falta el oxígeno en el agua el las substancias orgánicas de las plantas se vuelven anaeróbicas, por eso a falta el oxígeno se generan los gases orgánicos (también gases tóxicos). A demás puede pasar que en el fondo del agua fosfato unido a hierro se libere como liberación de oxígeno y actúe como abono ( el hierro-(III)- fosfato no soluble en agua se reduce en soluble hierro-(II)fosfato)
Consecuencias biológicas: La falta de oxígeno hace que los peces consuman menos alimentos, de este modo se enferman más fácilmente y son atacados más fácilmente por los parásitos. La falta de oxígeno no significa una muerte inmediata de los peces, sino que puede producirles una muerte lenta. Prácticamente todos los organismos vivos dependen del oxígeno. La concentración de oxígeno es de vital importancia para la supervivencia de muchos organismos, es por eso que tiene un papel preponderante entre los elementos.
La temperatura del agua
La determinación exacta de la temperatura del agua y del aire que la rodea es un desafío elemental, pues muchos de los parámetros determinantes están, en mayor o menor medida, en estrecha relación con la temperatura. La velocidad de las reacciones químicas se ve fuertemente influenciada por la temperatura. Según la regla
de reacción-velocidad-temperatura, la velocidad de reacción se duplica y hasta triplica cuando la temperatura sube 10 °C. La temperatura del agua depende en gran medida de la radiación solar.
Consecuencias químicas: La temperatura influye en la concentración de oxígeno en el agua. En altas temperaturas la cantidad de oxígeno que se disuelve en el agua es mucho menor.
Consecuencias biológicas: Una subida muy alta de la temperatura influye en la combinación del mundo animal y vegetal en el agua. Por medio de un cambio en el hábitat (en este caso un aumento de la temperatura) se produce una competencia entre las especies. En un caso extremo esto puede conducir a una reducción de la diversidad de especies. Si la concentración de oxígeno es muy pequeña puede producir la muerte de los peces o los anaerobios pueden descomponer la biomasa y contribuir a la liberación de gas metano o sulfuro de hidrógeno venenoso.
Concentración de amónio
Amónio (NH4+) como amoníaco (NH3) se forman durante con la descomposición de substancias que contienen nitrógeno, sobre todo de proteínas y urea.
El amonio puede llegar al agua por dos vías:
-Originado por excrementos animales o humanos. Es por eso que un diagnóstico positivo de amonio debe ser tratado bajo el punto de vista higiénico como dudoso. Es por eso sensato si se le realizan análisis adicionales de Escherichia coli.
-También puede llegar directamente al agua a través de filtraciones de fertilizantes, la mayoría de las veces esto va acompañado de una mayor concentración de sulfato o cloruro. En agua sucia estas concentraciones pueden llegar hasta los 10 mg/l.
Consecuencias químicas: En soluciones acuosas se encuentra un equilibrio entre iones de amonio y amoníaco libre que depende del pH. El amoníaco tóxico para los peces es estable solo en agua alcalina. En agua ácida se forma el amonio, que es inofensivo.
El equilibrio entre amoníaco y amonio depende tanto del pH como de la temperatura. Para saber si una determinada concentración de amonio es tóxica es necesario medir la temperatura y el pH.
Consecuencias biológicas: La presencia de amonio en aguas superficiales, sobre todo en la provenientes de desagües de plantas depuradoras, puede conducir a una sobrecarga, cuando no a un colapso del manejo de oxígeno; como consecuencia de la nitrificación por medio de nitrosomas, nitrosospira, nitrosovibri, y así una nitratación por medio de las nitrobactérias, nitrospina y nitroscoccus, siempre y cuando no sea implicado directamente en el metabolismo de los microorganismos y de las plantas acuáticas. Para la oxidación microbacterial a nitrato se utilizan 4,6 mg de oxígeno por cada 1 mg NH4 nitrógeno.
Concentración de nitrato
La existencia de nitratos proviene mayormente de la mineralización de uniones orgánicas de nitrógeno tal como la desintegración completa de aminoácidos compuestos por proteínas. El amonio se oxida en dos paso, primero como nitrito bacterial, y luego como nitrato (ambos llamados nitrificación). El nitrato es un importante componente para la biosíntesis proteica, la cual es imprescindible para todos los seres vivos. EL nitrato en grandes cantidades estimula el sobre crecimiento de las algas y genera eutrofización.
Cuando una concentración muy alta de nitrato no se ve acompañada de una alta concentración de amonio y nitrito puede pasar que la capacidad de autodepuración del agua haya sido suficiente para la mineralización de enlaces orgánicos de nitrógeno.
Cuando la alta concentración de nitrato no proviene del desprendimiento de yacimientos de sales naturales, existe siempre una contaminación del agua. En ese caso el nitrato y el amonio han sido generados mediante excremento de animales, plantas muertas y cadáveres de animales, o por medio de cloacas, estiércol líquido, abono, o también a causa de instalaciones insuficientes del agua. El nitrato existe en casi todas las aguas en pequeñas cantidades. La concentración de nitrato iones en aguas superficiales es normalmente de 0,4 a 8 mg/l . La concentración en aguas turbias pueden llegar a ser de 50 a 150 mg/l o más.
Consecuencias químicas: El efecto de eutrofización del nitrato puede llevar a una falta de oxígeno. En caso de falta de oxígeno existe el peligro de la formación de nitritos tóxicos.
Consecuencias biológicas: el nitrito modifica la hemoglobina; es por eso que animales cuyo veneno es el nitrito son de riesgo respiratorio. Este efecto se da también cuando las concentraciones de nitrito son muy altas, ya que en el sistema intestinal parte del nitrato se convierte nitrito. Mediante la reacción con aminas, se forman nitrosaminas cancerígenas. A la larga pueden también las personas verse afectadas por grandes concentraciones de nitrato.
Concentración de fosfato
El fosfato existe en el agua en tres fracciones: como fosfato soluble inorgánico (polifosfato P2O5), como fosfato soluble orgánico y como fosfato orgánico en partículas, las dos últimas fracciones están unidas a los seres vivos.
El fosfato en agua limpia solo se encuentra en pequeñas cantidades ya que ses asimilado por plantas y algas o existe como como hierro-(III)-fosfato soluble en el suelo. De ese modo el fosfato pierde su efecto de eutrofización. La presencia natural del fosfato no cumple hoy ningún papel preponderante. En la actualidad las cantidades de fosfato se deben a contaminaciones. Esto se puede reconocer porque las concentraciones de fosfato están sujetas a oscilaciones temporales. Las contaminaciones actuales proceden de campos de cultivo y de la utilización de fertilizantes en los mismos, de los residuos industriales de agua, y de los desagües urbanos [sobre todo de los detergentes y materia fecal (al rededor de 4,5 g de fosfato por persona por día)]. Aún luego de la depuración mecánica sigue habiendo grandes cantidades de fosfato en el agua, que se reduce solo al grado de fosfato biológico. Es por eso que en la escala de equivalencia de habitante hay 5000 grados químicos diferentes prescriptos. El agua pura natural, sobre todo de las montañas tiene concentraciones de fosfato menores a 0,1 mg/l, y hasta menos de 0,03 mg/l. Cuando la cantidad de fosfato es de 0,3 mg/l existe la fuerte sospecha de contaminación del agua.
Consecuencias químicas: en aguas ricas en oxígeno el sedimento de fosfato se encuentra como hierro (III) fosfato insoluble. Pero si por el contrario se produce una disminución del oxígeno en el suelo bajo el agua (ej. luego del florecimiento de las algas), se reduce a hierro-(II)-fosfato soluble. Las grande cantidades de fosfato liberado encienden nuevamente la eutrofización.
Consecuencias biológicas: el fosfato es muchas veces un factor minimizador para el crecimiento de las plantas y las algas. Si a pesar de eso se producen continuas introducciones de fosfato, aumenta inmediatamente la cantidad de fotoplancton y de zooplancton, lo que en definitiva produce un aumento de biomasa muerta. Esa biomasa va a ser descompuesta por aerobios mediante el uso de oxígeno. Ese proceso de descomposición contamina cada vez más la administración de oxígeno, hasta que la biomasa es descompuesta solo en forma de anaerobios para luego recubrir el fondo del agua como lodo biológico. En esta situación se presenta también las ya descriptas " consecuencias químicas"
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