Funciones en los organismos: según la bioquímica, el agua tiene una importancia esencial en biología, porque es el medio en el cual se realizan procesos vitales. todos los organismos vivientes contienen agua. en efecto, tanto en los animales como en las plantasel contenido del agua varia, dentro de los limites comprendidos entre la mitad y los 9/10 del peso total del organismo. también el cuerpo humano esta constituido por agua, según un porcentaje en peso que es máximo en los primeros meses de vida embrionaria (cerca del 97%), y disminuye con la edad.
En el ser humano, la absorción de agua esta regulada por el mecanismo de la sed. las membranas celulares son permeables, por lo que es importante que las concentraciones de sustancias disueltas permanezcan en equilibrio estable a ambos lados de las mismas. esto consigue se consigue mediante la regulación del aporte y la eliminación de agua por el cuerpo. el mecanismo fisiológico de la sed regula el suministro, por medio del liquido ingerido, que es eliminado por el riñón.
Cuando el nivel de agua celular disminuye, los receptores cerebrales detectan el cambio y ordenan por medio de impulsos nerviosos la baja de la eliminación de agua por los riñones y de la sección de saliva, que a su vez provoca sequedad bucal y deseos de beber.
Una privación prolongada de agua provoca además de una sed intensa y de sequedad de la piel y de las mucosas, fiebre, colapso cardiaco y, en las cosas mas graves coma y la muerte. pero también la ingestión excesiva de agua provocar trastornos que, en casos extremos, resultan mortales.
"la dueña de nuestra vida"...es el agua
Y mira si será importante que la vida de nuestro planeta surgió en el agua. claro! porque los primeros microorganismos, las primeras algas, nacieron en este medio. y porque además constituyen un importante porcentaje en la composición de los tejidos de nuestro cuerpo y de todos los seres vivos. para que lo comprendas mejor, podemos decir que el 71% del peso de nuestro cuerpo es agua. ¡si, aunque no lo creas! si observa un planisferio también veras que la cantidad de tierra es mucho mejor de la de agua. porque nuestro planeta esta formada por millones y millones de litros de aguas que ocupan tres cuartas partes .¡nada menos! ¡ah! hay agua dulce y agua salada. toda esta masa acuosa forma lo que llamamos hidrosfera.
Si un marciano te preguntara. como es el agua? ,seguro que vos le contestarías que es liquida y mojada.¿ no es cierto?
Sin embargo el agua, como casi todas las sustancias que existen en nuestro planeta, cambia de estadosegún determinadas condiciones. el agua puede ser liquida, como la que sale de la canilla; sólida, como la que sale de los cubitos de hielo, o puede ser gaseosa, como la nube que sale del pico de una pava con agua hirviendo. y aunque no veas la relación, estos tres estados permiten que siempre haya agua en la tierra.
En los ríos, en los mares ,en los lagos y lagunas hay agua liquida ¡ verdad !cuando hace mucho frío parte de esta agua se congela. por acción del calordel sol el agua se evapora y asciende a la atmosfera. allí se hacen pequeñas góticas que forman las nubes. cuando el aire de la atmosfera se enfría las gotitas se condensan y ¡si! caen gotas gordas en forma de lluvia . así vuelve el agua a los ríos , los mares y los arroyos.
Imagina lo que significa contaminar un río. todo este viaje del agua, es decir el ciclo que hace , se contamina. y como el agua es imprescindible para la vida ay que potabilizarla. ¿ como tiene que ser el agua para se bebida? debe ser incolora, insípida e inodora. además debe estar libre de microorganismos dañinos. así que no olvides: agua que no salga de la canilla déjala correr, o si no potabilizala ¿si?
Contaminación del Agua
Diariamente se acumulan residuos productode todas nuestras actividades, en el hogar, en el comercio en fabricas, talleres; actividades agrícolas y ganaderas. la cantidad de residuos es mayor en las zonas urbanas e industriales, que en las zonas rurales.
Si estos desechos no son tratados contaminan el ambientey por lo tanto afectan al entorno del ser vivo. los depósitos o vertederos de desechos llenan el aire de olores desagradables, contaminan los cursos de agua cercanos crean focos de procreación de ratas, cucarachas y otros animales comedores de carroña.
el agua puede contaminarse de diferentes formas, aunque la mas común en la actualidad es por descarga de agua servida o cloacas de áreas urbanas en ríos y arroyos.
Otras fuentes de contaminación del agua son residuos industriales, microorganismos patógenos o productores de enfermedades, pesticidas, detergentes, aceites de motores, plásticos, nitratos y fosfatos usados como abonos de plantas, sedimentos sólidos erosionados del suelo, sustancias radioactivas, agua caliente arrojada por las plantas nucleares e industriales y otras tantas mas.
En las regiones de explotación de hulla se infiltran los ácidos hasta las vetas de agua potable las bacteria convierten los óxidos ferrosos en férricos, liberando ácido sulfúrico.
Otros focos de contaminación de las aguas son los desechos orgánicos provenientes de mataderos de ganado o de aves.
el procesamiento de frutas y vegetales requiere grandes cantidades de agua para el lavado, el pelado y blanqueado, lo que produce gran cantidad de agua servida con alto contenido orgánico.
Estas concentraciones de materia orgánica origina un alto porcentaje de fosfatos en el agua del río o arroyo en que se descarga. estos fosfatos ocasionan un rápido crecimiento en la población de algas. las algas utilizan el oxigeno en gran cantidad y disminuye el oxigeno que se necesita para la respiración de los animales acuáticos causando su muerte.
El agua es uno de los recursos más indispensables para la vida en la tierra, y sin embargo el hombre la desperdicia sin medida, de una forma u otra, la mejor forma de contrarrestar este problema es concientizar a las personas sobre la utilización racional de este recurso.
El agua ocupa el gran parte de la superficie terrestre, y en su mayoría es agua salada, que no es apta para beber. también nuestro cuerpo está formado por 70% de agua, el agua no es solo esencial para los seres humanos, sino para los animales, las plantas y toda la vida del planeta.
Contaminacion del agua
El hombre debe disponer de agua natural y limpia para proteger su salud.
¿cuando el agua se considera contaminada?
Cuando su composicion o estado no reune las condiciones requeridas para los usos a los que se hubiera destinado en su estado natural.
El agua tiene una doble accion sobre la salud.
En condiciones normales disminuye la posibilidad de contraer enfermedades como el colera , la fiebre tifoidea, la disenteria y las enfermedades diarreicas; esta ultima es la principal causa de mortalidad de los niños de 1 a 4 años.
Aleja los materiales excrementicos y residuales (agua cloacales).
El crecimiento de la industrializacion, de la urbanizacion y de la poblacion humana acercienta los problemas de contaminacion y en cosecuencia el suministro de agua potable y el tratamiento de las aguas cloacales.
El agua es un liquido con mayor poder disolvente, posee una gran capacidad calorifica: es decir, sin provocar demaciadas variaciones en su propia temperatura, absorbe bastante calor.
Las fuentes de agua de que disponemos son : el agua de lluvia, de rios, de lagos, de mares y aguas subterraneas; seencuentran en muchas rocas y piedras durisimas y se hallan en la atmosfera en forma de nubes o nieblas.
En el cuerpodel ser humano, animales,y plantas, el agua forma practicamente dos tercios o los tres cuartos ( a veces mas) de su peso total.
El agua es el elemento vital para la alimentacion, hingiene y actividades del ser humano, la agricultura y la idustria. por eso, las exigencias higienicas son mas rigurosas con respecto al las agua destinadas al consumo de la poblacion, exigencias que estan siendo cada vez menos satisfechas, por su contaminacion, lo que reduce la cantidad y calidad del agua disponible, como tambien sus fuentes naturales.
Los rios y lagos se contaminan por que en ellos son vertidos los productos de desecho de las areas hurbanas y de lasindustrias.
El agua potable, para que pueda ser utilizada para fines alimenticios debe estar totalmente limpia ,ser insipida, inodora e incolora y tener una temperatura aproximada de 15ºc ; no debe contener bacterias, virus parasitos u otros germenes que provoquen enfermedades, tales como la fiebre tifoidea, la fiebre paratifoidea, diarreas, hepatitis etc.; ademas, el agua potable no debe exeder en cantidades de sustancias minerales mayores de los limites establecidos.
El agua que nos proporciona, en sus distintas formas, la naturaleza, no reune los requisitos par ser consumida por el ser humana debido a la contaminacion. para lograr la calidad de agua potable se realiza destilacion u otros procesos de purificacion por lo tanto, la contaminacion del agua se produce por:
1.- eliminacion de desechos de las areas urbanas e industriales( aguas servidas)
2.- la aplicacion descontrolada de productos quimicos al suelo, que mas tarde son arrastrados por el agua.
3.- agregados de combustibles, aceites o insecticidas a las aguas.
Contaminacion o Polucion de aguas
Es seguro que has oido utilizar este termino y has leido en la prensa algo relacionado con ello.tanto las aguas continentales como las oceanicas han de tener unas condiciones determinadas causas, pueden variar la condiciones del medio de tal modo que se haga dificil o imposible la vida; se ha producido una contaminacion o polucion. estas causas pueden ser de tipo organico, quimico, radiactivo, etc.
La acumulacion en gran escala de moleculas organicas tiene una aflencia nociva para el desarrollo de la comunidad de seres vivos.
La polucion quimica se produce cuando llegan a las aguas sustancias que no existian y a las cuales no estaban adaptados los organismos por lo cual impiden el funcionamiento de algunos mecanismos fisiologicos. detergentes, sustancias quimicas que van a parar a los rios el mar y que provienen de explotaciones mineras e industriales: sales de cobre , plomo , mercurio, zinc , etc.las explotaciones nuclares puenden, si no se vigilan minuciosamente, llevar a las aguas productos cuyas radiaciones son de efectos desastrosos para los seres vivos. a estos se refieren la polucion radiactiva .
Aguas mortales
Los desechos industriales, incluso en concentraciones muy pequeñas, son extremadamente tóxicos para la vida marina, las aguas contaminadas pueden producir también brotes de hepatitis, cólera y disentería en los seres humanos.
Demasiadas algas
El vertido de alcantarillas y fertilizantes origina un desarrollo rápido de algas llamado floraciones algales. al principio, esto produce un aumento de la cantidad de peces en la zona. sin embargo, cuando las algas mueren, su descomposición consume una gran cantidad de oxigeno del agua, causando posteriormente la muerte de muchos organismos.
CONTAMINACION DEL AGUA
Contaminación bacterelógica y viral
Fuentes : Aguas contaminadas con bacterias y virus causantes de enfermedades, las que provienen de la materia fecal.
Tratamiento :
Filtración, remueve la mayor parte de las bacterias y virus patógenos
Cloración del agua tratada, destruye los patógenos remanentes
Control de la calidad bacteriológico y viral
Detección de la calidad bacteriológica (Grupos coliformes) que habitan en el intestino de los animales de sangre caliente.
Presencia de coliformes se mira como evidencia de contaminación fecal, aunque el grupo coliforme mismo no es dañino.
Productos químicos tóxicos peligrosos
Productos sintéticos de la industria química; pesticidas, herbicidas, insecticidas, etc.
Bifenilos policlorados (BPC)
Usados como medio de intercambio calórico en plantas generadoras.
Muy resistentes al ataque químico o microbiano ( Acumulación en el ambiente)
Metales pesados tóxicos
Mercurio, cadmio, plomo (gasolinas)
Se han desconocido, en muchas ocasiones, como actúan estos materiales cuando son descargados en la atmósfera.
Trihalometanos (THM) planta de tratamiento
Material orgánico ------cloro------ THM (potencialmente cancerigeno)
Contaminantes orgánicos
Los contaminantes orgánicos son diferentes a los contaminantes anterior porque no son tóxicos en si mismos.
Efectos de la descarga orgánica en un río.
OD = Oxigeno Disuelto
Material orgánico : Soluble; Suspendido (sólidos orgánicos)
Fuentes principales de material orgánico : Descargas domesticas e industriales
Remoción del material orgánico en plantas de tratamientos
Sedimentación primaria : Remoción del 60% de sólidos orgánicos, sin remoción del material orgánico soluble.
Coloración del efluente secundario : Destrucción de organismos patógenos (problema formación de THM)
Eutroficación
Eutroficación : Crecimiento excesivo y molesto de algas en lagos, lagunas, tranques, etc.
Problemas de la eutroficación:
Empeoramiento del uso recreacional del agua.
Problemas para usar dicha agua como fuente de abastecimiento de agua potable.
La competencia por el consumo de OD, provoca la muerte masiva de peces.
Perdida gradual de actividades como la pesca y los deportes acuáticos.
¿Qué causa la eutroficación?
Los efluentes líquidos de tierra agrícolas y urbanas y los residuos domésticos e industriales ricos en nutrientes (nitrógeno y fósforo). La materia orgánica también contribuye.
Fuentes de nitrógeno : Principales aguas residuales y fertilizantes, algunas algas microscópicas
Principales fuentes de fósforo : Residuos humanos, detergentes y suelos erosionados de tierras agrícolas.
Tratamiento más efectivo contra la eutroficación
Planta de aguas residuales : Remoción de fósforo
Control de la erosión en la agricultura
Contaminación térmica
Causa principal de contaminación térmica
Uso del agua para condensar el vapor producido por las turbinas de vapor, generadoras de electricidad.
Efectos adversos
Muerte por exposición a elevadas temperaturas de vida acuática contenida en agua de enfriamiento.
Aumento en las tasas de metabolismos, mayor consumo de alimento y de oxigeno disuelto.
OD disminuye al aumentar la temperatura.
Peces pueden sufrir de embolia resultante del desprendimiento de burbujas de nitrógeno en los vasos sanguíneos.
Métodos de control
Distribución uniforme la carga de calor en un gran volumen de agua.
Usar Torres de Enfriamiento:
Contaminación debida al petróleo
Fuentes de contaminación
Accidentes en procesos de extracción y transporte
Filtraciones naturales desde la tierra al océano
Efectos adversos
Daño a zonas costeras, componentes de bajo punto de ebullición extremadamente toxico para la vida marina.
El petróleo puede destruir lugares de alimentación y ser directamente toxico.
Sustancias radioactivas
Fuentes : procesamiento del uranio, laboratorios y plantas de energía nuclear
Efectos : Altamente peligrosos
PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA
Propiedades misceláneas del agua
Viscosidad relativamente baja, fluye con facilidad
Incopresible, relaciones presión - densidad no son importantes
Disuelve muchas y variadas sustancias
Dependencia de la solubilidad con la temperatura
Las relaciones bioquímicas requieren de agua para su ocurrencia (no requieren de aire), el agua es rica en vida, el aire es pobre en organismos vivientes.
Propiedades térmicas del agua
El comportamiento térmico del agua es único en varios aspectos, debiéndose esto principalmente a que las asociaciones intermoleculares que forma el agua son inusualmente fuertes.
El agua tiene elevados puntos de ebullición y de fusión para ser una sustancia de peso molécula tan bajo.
El agua tiene una de las más altas capacidades caloríficas, lo que la transforma en un sumífero de calor, consecuentemente, grandes masas de aguas tienen un efecto regulador de la temperatura ambiente.
El agua tiene un calor de vaporización alto (539 Cal/g a 100ºC)
Calor requerido para aumentar 1 g a 100ºC = 100 Calorías
Calor requerido para evaporar 1 g = 539 Calorías
Comportamiento de una masa de aire al enfriarse
a→b : Enfriamiento sin condensación
b→c : Condensación de una cierta cantidad de vapor de agua.
Al condensarse, el vapor de agua entrega una gran cantidad de calor.
Esta entrega de calor disminuye el enfriamiento del aire en el punto de rocío, el
aire es muy resistente a disminuciones de temperatura.
El calor de difusión del agua (79,71 Cal/g a 0ºC) es una cifra común para sustancias similares.
La conductividad térmica del agua (capacidad para conducir calor) supera a la de todas las otras sustancias liquidas naturales, exceptuando el mercurio.
Estratificación térmica en un lago (condición inicial : Temp.. uniforme a 4ºC)
1 : Capa superficial : Epilimnion; Temperatura relativamente alta.
2 : Capa de transición : Mesolimnion o termoclina; alto ∆T/∆Z = 0,75ºC
3 : Capa inferior : Hipolimnion; Temperatura relativamente baja.
Hipolimnion y Epilimnion están totalmente separados por deferencias de
densidades.
Hay poca transferencia de materia disuelta a través de la Termoclina.
El lago esta esencialmente separado en dos cuerpos de agua relativamente
independientes, por ende la calidad del agua en las 2 secciones es diferente.
Circulación en un lago estratificado inducidas por el viento
Otra causa de la estratificación : Aguas salinas es más densa que el agua dulce.
Efectos de la temperatura en la viscosidad
Aumenta al disminuir la temperatura : YoºC / Y30ºC = 2 (dos veces)
Esto afecta la velocidad de sedimentación de las partículas.
v = Velocidad
luego Flujos Laminares :
Efecto, aguas frías retienen sedimentos por periodos más largos que cursos de agua más calientes
EL CICLO DEL AGUA
Se pudiera admitir que la cantidad total de agua que existe en la Tierra, en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa, se ha mantenido constante desde la aparición de la Humanidad. El agua de la Tierra - que constituye la hidrósfera - se distribuye en tres reservorios principales: los océanos, los continentes y la atmósfera, entre los cuales existe una circulación contínua - el ciclo del agua o ciclo hidrológico. El movimiento del agua en el ciclo hidrológico es mantenido por la energía radiante del sol y por la fuerza de la gravedad.
El ciclo hidrológico se define como la secuencia de fenómenos por medio de los cuales el agua pasa de la superficie terrestre, en la fase de vapor, a la atmósfera y regresa en sus fases líquida y sólida. La transferencia de agua desde la superficie de la Tierra hacia la atmósfera, en forma de vapor de agua, se debe a la evaporación directa, a la transpiración por las plantas y animales y por sublimación (paso directo del agua sólida a vapor de agua).
El vapor de agua es transportado por la circulación atmosférica y se condensa luego de haber recorrido distancias que pueden sobrepasar 1,000 km. El agua condensada da lugar a la formación de nieblas y nubes y, posteriormente, a precipitación.
La precipitación puede ocurrir en la fase líquida (lluvia) o en la fase sólida (nieve o granizo). El agua precipitada en la fase sólida se presenta con una estructura cristalina, en el caso de la nieve, y con estructura granular, regular en capas, en el caso del granizo.
La precipitación incluye también incluye el agua que pasa de la atmósfera a la superficie terrestre por condensación del vapor de agua (rocío) o por congelación del vapor (helada) y por intercepción de las gotas de agua de las nieblas (nubes que tocan el suelo o el mar).
El agua que precipita en tierra puede tener varios destinos. Una parte es devuelta directamente a la atmósfera por evaporación; otra parte escurre por la superficie del terreno, escorrentía superficial, que se concentra en surcos y va a originar las líneas de agua. El agua restante se infiltra, esto es penetra en el interior del suelo; esta agua infiltrada puede volver a la atmósfera por evapotranspiración o profundizarse hasta alcanzar las capas freáticas.
Tanto el escurrimiento superficial como el subterráneo van a alimentar los cursos de agua que desaguan en lagos y en océanos.
La escorrentía superficial se presenta siempre que hay precipitación y termina poco después de haber terminado la precipitación. Por otro lado, el escurrimiento subterráneo, especialmente cuando se da a través de medios porosos, ocurre con gran lentitud y sigue alimentando los cursos de agua mucho después de haber terminado la precipitación que le dio origen.
Así, los cursos de agua alimentados por capas freáticas presentan unos caudales más regulares.
Como se dijo arriba, los procesos del ciclo hidrológico decurren en la atmósfera y en la superficie terrestre por lo que se puede admitir dividir el ciclo del agua en dos ramas: aérea y terrestre.
El agua que precipita sobre los suelos va a repartirse, a su vez, en tres grupos: una que es devuelta a la atmósfera por evapotranspiración y dos que producen escurrimiento superficial y subterráneo. Esta división está condicionada por varios factores, unos de orden climático y otros dependientes de las características físicas del lugar donde ocurre la precipitación.
Así, la precipitación, al encontrar una zona impermeable, origina escurrimiento superficial y la evaporación directa del agua que se acumula y queda en la superficie. Si ocurre en un suelo permeable, poco espeso y localizado sobre una formación geológica impermeable, se produce entonces escurrimiento superficial, evaporación del agua que permanece en la superficie y aún evapotranspiración del agua que fue retenida por la cubierta vegetal. En ambos casos, no hay escurrimiento subterráneo; este ocurre en el caso de una formación geológica subyacente permeable y espesa.
La energía solar es la fuente de energía térmica necesaria para el paso del agua desde las fases líquida y sólida a la fase de vapor, y también es el origen de las circulaciones atmosféricas que transportan el vapor de agua y mueven las nubes.
La fuerza de gravedad da lugar a la precipitación y al escurrimiento. El ciclo hidrológico es un agente modelador de la corteza terrestre debido a la erosión y al transporte y deposición de sedimentos por vía hidráulica. Condiciona la cobertura vegetal y, de una forma más general, la vida en la Tierra.
El ciclo hidrológico puede ser visto, en una escala planetaria, como un gigantesco sistema de destilación, extendido por todo el Planeta. El calentamiento de las regiones tropicales debido a la radiación solar provoca la evaporación contínua del agua de los océanos, la cual es transportada bajo forma de vapor de agua por la circulación general de la atmósfera, a otras regiones. Durante la transferencia, parte del vapor de agua se condensa debido al enfriamiento y forma nubes que originan la precipitación. El regreso a las regiones de origen resulta de la acción combinada del escurrimiento proveniente de los ríos y de las corrientes marinas.
CALDAD BIOLOGICA DEL AGUA
Consideraciones diversas
Los microorganismos son especies vivientes de tamaños diminutos
No se consideran como plantas ni como animales. Sino más bien se los califica en un tercer reino llamado Protista.
Microorganismos de tamaño promedio
Tamaño : 10-6m = 1μm
Peso < 10-12g
Los microorganismos varían en tamaño, forma, habilidad para usar diferentes sustancias como fuentes de alimentos, métodos de reproducción y complejidad.
Clasificación de microorganismos en grupos:
Virus
Algas
Protozoos
Los anteriores importantes en la calidad del agua
Rickettsias
Hongos
Células microbianas (a excepción de los virus)
a) Eucarióticas : Poseen un núcleo verdadero (una estructura envuelta en una membrana que contiene un material hereditario)
b) Procarióticas : Carecen de un núcleo verdadero o bien definido.
A : Bacterias
Microorganismos procarióticos
Clasificación según su forma :
Cocos : Forma esférica
Bacilos : Forma cilíndrica
Espirilos : forma de espiral
Componentes celulares de las bacterias
Componentes fijos : Membrana celular, Ribosomas y región nuclear
Componentes variables : Flagelos (apéndices como cabellos que permiten el desplazamiento)
Clasificación de bacterias según sus fuentes de energía y carbono
Clasificación de bacterias según sus necesidades de oxigeno
a) Bacterias aeróbicas
Requieren oxigeno libre para metabolizar sus alimentos
Metabolismos : Alimento + O2 → Material celular + CO2 + H2O
b) Bacterias anaeróbicas
El oxigeno es un toxico, su metabolismo es:
c) Bacterias anaeróbicas facultativas
Oxidan la materia orgánica (alimento) en presencia o ausencia de oxigeno libre
Clasificación de bacterias según la temperatura de operación
Termofílicas : 40 a 80ºC
Mesofílicas : 20 a 40ºC
Psicrofílicas : < 20ºC
Otras consideraciones
La mayoría de las bacterias prefieren un pH neutro (7,0)
Algunas bacterias son capaces de formar esporas bajo condiciones ambientales adversas, las esporas son altamente resistente a condiciones desfavorables, pueden permanecer en estado latente por mucho tiempo.
Consideraciones diversas
Las algas son los microorganismos eucarióticos más simples que contienen clorofila.
El hábitat más común aguas expuestas al sol, también suelo, rocas y árboles
Clasificación de acuerdo a su color; Verdes, Cafés, Rojas
Las algas pueden considerarse como el comienzo de la cadena alimenticia acuática, ya que no requieren de otros organismos vivos para obtener alimentos o energía.
Factores requeridos para el crecimiento de algas
Luz solar, nutrientes principalmente nitrógeno y fósforo.
Algunos efectos de las algas
Producen compuestos de olor y sabor desagradable, disminuye el potencial del agua como fuente de abastecimiento de agua potable.
Influencian el nivel de oxigeno disuelto.
C : Protozoos
Consideraciones diversas
Los protozoos son microorganismos eucarióticos con características similares a la de los animales, pueden ser uni o multicelular.
Hábitat más común : Océanos, también lagos, ríos, lagunas, 10 primeros centímetros del suelo y los intestinos de los animales
Ejemplos comunes : amebas, paramecios.
D : Virus
Consideraciones diversas
Son sumamente pequeños, contienen una porción de material genético (ácido nucleico) protegido por una envoltura.
En casos simples esta constituido por una sola proteína, en casos complejos rodeada por una envoltura adicional constituida por una lipoproteína y en casos más complejos aun tienen enzimas asociadas a ellos.
Generalmente, mientras más complejo es el virus, más fácil resulta inactivarlo.
Todos los virus son parásitos que se reproducen invadiendo células huéspedes y obligando a estas a producir más virus.
Enfermedades transmitidas por el agua
El agua puede transmitir enfermedades entéricas (intestinales), debido el contacto con desechos humanos o animales.
Fuente principal de patógenos entéricos : excrementos y otros desechos eliminados por humanos enfermos y sus animales huéspedes
Variables que afectan la presencia y densidad de los diversos agentes infecciosos en las aguas servidas:
Fuentes que contribuyen a las aguas servidas.
Estado general de salud de la población.
Presencia de portadores de la enfermedad en la población.
Habilidad de los agentes infecciosos para sobrevivir fuera del huésped bajo diversas condiciones ambientales.
Enfermedades hídricas más importantes producidas por :
a) Bacterias : Shigella, Salmonella y Escherichia.
b) Virus : aquellos relacionados con la Hepatitis y la Gastroenteritis
c) Protozoos : Giardia Lambia, Entamoeba Histolytica.
Determinación de patógenos en el agua
Consideraciones generales
La presencia de microorganismos se determina indirectamente, por los efectos que producen.
Para asegurar que una muestra de agua este libre de patógenos, se debería realizar una determinación de todos los tipos de gérmenes que podrían estar presentes en la muestra.
Problemas : Tiempo requerido extremadamente largo, personal altamente especializado, obtención tardía de resultados.
Solución : Detección de un organismo indicador (especie única de microorganismos que, cuando esta presente, indica contaminación fecal y la posible presencia de patógenos.
Requisitos de un organismo indicador real.
Fuente exclusiva, excrementos humanos y de animales, fácilmente detectable y cuantificable, más resistente en el agua que la mayoría de los patógenos, a la vez no demasiado resistente en agua como para producir frecuentes falsas alarmas y repredicción en agua insignificante.
Interpretación de la presencia o ausencia del organismo indicador en el agua
Presencia : Se supone que el agua potencialmente contiene organismos patógenos.
Ausencia : Se supone que el agua es segura
Aunque no existe un microorganismo indicador totalmente ideal, las bacterias coliformes satisfacen casi todos los requisitos.
Aeróbicas o anaeróbicas facultativas
Bacilos
No formas esporas
Gram negativo (se colorean de rojo a diferencia de los Gram positivos que se colorean de violeta)
Fermentan la lactosa, produciendo CO2E H2
Especies principales del grupo de bacterias coliformes
Escherichia Coli : Generalmente no patógenas, hábitat el tracto intestinal de humanos y animales de sangre caliente, un tercio (en peso) del excremento humano consiste de células E.Coli.
Aerobacter Aerogénes : Hábitat normal suelo, cereales, plantas, también pueden encontrarse en excrementos de animales
Otros : Escherichia Freundi - Aerobacter Cloaci
CALIDAD QUIMICA DEL AGUA
SUBSTANCIAS INORGANICAS
Substancias inorgánicas disueltas en aguas
En la naturaleza, el agua adquiere una variedad de constituyentes inorgánicos mediante el contacto con el ambiente; contacto con la atmósfera (gases), contacto con la tierra (minerales), y contactos con ambientes contaminados por el hombre.
En aguas naturales, existen solo siete constituyentes inorgánicos principales que están presentes en consideraciones elevadas.
Los constituyentes principales son muy importantes porque estabilizan la cantidad química de las aguas naturales.
pH de océanos : 8 - 8,4
Concentración bajísima de metales pesados tóxicos.
Ambiente adecuado para el crecimiento y proliferación de organismos acuáticos.
Fuentes de substancias inorgánicas en aguas naturales
Fuentes de gases inorgánicos
La lluvia disuelve los gases presentes en la atmósfera
Tipos de gases : Nitrógeno, Oxigeno, Dióxido de carbono y Dióxido de Azufre
Ley de Henry (relaciona la concentración de un gas en un líquido con la presión parcial del gas, cuando el líquido y el gas están en equilibrio)
Constante de la ley de Henry
Depende del tipo de gas
Depende de la temperatura
Concentración de saturación de gases en atmósferas normales a 25ºC
El oxigeno y el nitrógeno disuelto en agua son relativamente poco importante para influenciar la adquisición de sustancias inorgánicas.
El dióxido de carbono es muy importante en la química y calidad del agua.
Forma ácido carbónico : CO2+ H2O → H2CO3 (ácido débil)
pH de lluvia en presencia de CO2 ≈ 5,6
Importancia del dióxido de azufre
Forma ácido sulfuroso : SO2+ H2O → H2SO3 (ácido fuerte)
pH de lluvia en atmósfera altamente contaminadas tan bajo como 3 ; lluvia ácida
Fuentes de iones inorgánicos
Contacto con la lluvia ligeramente ácida con la tierra
Piedra CaCO3 + H2CO3 → Ca2+ + 2HCO-3 (bicarbonato)
Caliza MgCO3 + H2CO3 → Mg2+ + 2HCO-3
KAlSi3O8 + H2CO3 + 4H2O → HAlSiO4 + 2H4SiO4 + K + HCO-3
Feldespato Caolinita Acido
Resultado final : casi todas las aguas naturales contienen principalmente los cationes Calcio, Magnesio y Sodio y los aniones Bicarbonato, Sulfato y Cloruro.
Concentraciones típicas de iones inorgánicos en aguas superficiales
Además de los niveles naturales de ion inorgánicos, las aguas naturales pueden recibir altas concentraciones de ciertos iones inorgánicos como resultado de actividades industriales, agrícolas y domesticas.
Efectos de algunos contaminantes inorgánicos sobre la salud
Efectos de las substancias inorgánicas disueltas en la química de las aguas naturales
- Los iones inorgánicos estabilizan el pH
pH de ríos y lagos : 7.5 - 8.5
pH de agua de mar 8.3 (poca variación)
- La estabilización del pH previene las concentraciones elevadas de metales pesados.
- La estabilidad del pH se debe a los equilibrios químicos de los constituyentes principales disueltos (básicamente al equilibrio de las especies del dióxido de carbono)
Equilibrio de especies carbonatadas
Caso 1 : Agua sin contacto con la atmósfera ni con sedimentos
Caso 2 : Agua en contacto con la atmósfera, sin contacto con sedimentos
Caso 3 : Agua en contacto con la atmósfera y sedimentos
Caso 1 : Agua sin contacto con la atmósfera ni con sedimentos
Sistema:
Equilibrios químicos involucrados
- Consideración las relaciones de equilibrio indican que la forma de la especie
carbonatada en el agua depende en gran medida, del pH del agua.
Caso 2 : Agua en contacto con la atmósfera, sin contacto con sedimentos
Sistema:
Equilibrios químicos involucrados
Alcalinidad
La alcalinidad de un agua es una medida de su capacidad para neutralizar ácidos
Principales iones capaces de neutralizar ácidos : Bicarbonato, Carbonato Hidroxilo
Definición matemática :
[Alcalinidad] = [HCO-3] + 2[CO2-3] + [OH-] - [H+]
Cada mol de CO2-3 neutraliza dos moles de H+
Caso 3 : Agua en contacto con la atmósfera y sedimentos
Sistema:
Equilibrios químicos
Si [Ca2+] [CO2-3] > 10-8,3 , la solución esta sobresaturada con respecto con respecto al carbono de calcio y el exceso precipitará.
Si : Si [Ca2+] [CO2-3] < 10-8,3 , la solución esta subsaturada con respecto al carbonato de calcio y se disolverá más carbonato de calcio si esta disponible.
Efectos de descargar ácidos
1) Neutralización del ácido :
HCO-3 + H+ → H2O + CO2
2) Restauración del equilibrio del HCO-3
CaCO3(s) + H+ → Ca2+ + HCO-3
Efectos de descargar bases
1) Neutralización de la base :
H2CO3 + OH- → H2O + HCO-3
HCO-3 + OH- → H2O + CO2-3
2) Restauración del equilibrio del HCO-3
Ca2+ + CO2-3 → CaCO3(s)
H2CO3 + CO2-3 → 2H CO-3
Solubilidades de los metales
El pH estable de las aguas naturales es responsable por el hecho que muchos metales se disuelvan solamente en cantidades de trazas.
Solubilidad de los hidróxidos de metales
Equilibrio del hidróxido de metal
Medida de sustancias inorgánicas en aguas
Existen técnicas estandarizadas detalladas en un manual titulado Standard Methods For The Examanation Of Water And Wastewater, publicado por la American Public Health Association.
Fuentes de materia particulada
Fuentes : Polvo atmosférico removido por lluvias, contacto con la tierra, fibras de plantas, vegetación decayentes, residuos de animales acuáticos, algas, etc.
La calidad de las aguas superficiales con respecto a sus concentraciones de materia particulada varía tremendamente con el tiempo:
- Después de tormentas : Elevada concentración de arena inorgánica
- Verano : Poca arena en suspensión, gran cantidad de algas y organismos acuáticos.
Efectos de la materia particulada
Efectos adversos de la metería particulada
- El agua parece sucia (provoca repulsión)
- Reduce la penetración de la luz, disminuye la actividad algal
La materia particulada adsorbe y concentra una gran variedad de contaminantes en sus superficies:
- Plomo emitido por automóviles
- Bacterias y virus (problema en la desinfección del agua)
- Metales pesados tóxicos.
Medida y clasificación de materia particulada en agua
Clasificación de los sólidos de acuerdo al tamaño
Medida de residuos
- Residuos totales : Evaporación de una muestra de volumen conocido a 103ºC y pesada del residuo, se usa la temperatura de 103ºC para evitar perdidas por salpicaduras que ocurren en una solución que hierve rápidamente, y evitar perdidas de materiales orgánicos que pueden volatilizarse a temperaturas mayores
- Residuos no filtrante (o suspendidos) : Son retenidos por un filtro con tamaño de poro de aproximadamente 1μM = 10-3
Los residuos sedimentables sedimentan en 60 min
