Contaminación del agua desde el punto de vista químico

Trabajo Práctico De Química: “Contaminación del agua”

Carrera: Ingeniería Mecánica Materia: Química Profesora: Paredes Susana. Integrantes:  Acosta Santiago, Legajo n° 67453. 

Alejos Aarón, Legajo n° 67648.

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Medina Lucio, Legajo n° 68145.

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Monti Rubio Emanuel, Legajo nº 67408.

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Quintana Gastón, Legajo n° 67590.

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Mayhua Kílton, Legajo n° 64742.

Curso: 1S4. Fecha: 01/09/14.

Universidad Tecnológica Nacional-Facultad Regional Córdoba

Índice Introducción...............................................................................................3 Desarrollo..................................................................................................4 Contaminantes ...........................................................................................7 Contaminación química del agua .................................................................12      

Petróleo...........................................................................................13 Detergente.......................................................................................14 Sulfuros.......................................................................................... 15 Fenoles........................................................................................... 15 Cianuros......................................................................................... 16 Metales pesados............................................................................... 17

Conclusión............................................................................................... 20 Bibliografía...............................................................................................21

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Introducción El agua es un elemento esencial para la existencia de vida en nuestro planeta, ya que los seres vivos somos en mayor o menor medida agua, por lo que necesitamos consumirla de forma continua para poder vivir. Pero esta no sólo es necesaria para beber, sino que también es indispensable para la agricultura, la ganadería, el saneamiento y hasta incluso para producir electricidad; esto se traduce a ser un recurso importante en la vida del ser humano. Por ello la humanidad ha almacenado y distribuido agua prácticamente desde sus orígenes. La relación existente entre la calidad del agua y la salud se conoce desde siempre; a lo largo de la historia siempre se relacionó la aparición de enfermedades como el cólera, la criptosporidiosis, la hepatitis A y la tifoidea, las cuales provocaron la muerte de miles de personas, en aquellos tiempos las aguas claras se consideraban aguas limpias, mientras los pantanos eran considerados zonas sucias y aguas no salubres. Para ese entonces (2000A.C.) se tenían dos reglas básicas para diferenciar entre el agua que se puede beber de la que no, las aguas limpias debían ser transparentes (incoloras) y no debían presentar olores (inodoras). En los últimos siglos, el hombre mediante el desarrollo paulatino de las tecnologías y de las industrias, ha logrado mejorar drásticamente su calidad y expectativa de vida, provocando un aumento exponencial de la población y de la demanda de agua potable. A su vez los fenómenos mencionados anteriormente, tienen como consecuencias secundarias: la generación de grandes cantidades de deshechos, más comúnmente conocidos como basura, (que son todos los materiales y productos no deseados considerados como inaprovechables y que se necesitan eliminar porque carecen de valor económico) y cambios en los hábitos de vida (en sus comienzos las civilizaciones tenían como actividad principal la agricultura y destinaban la mayor parte del agua al riego, para beber y cocinar; en la actualidad se han ido añadiendo otras utilidades al agua, como por ejemplo la higiene, los electrodomésticos, usos industriales, recreativos, entre otros. Gran parte de los residuos generados van a parar al mar, ríos, lagos e incluso napas subterráneas, ocasionando que numerosos agentes patógenos, químicos y contaminantes, proliferen y reaccionen en el agua, transformándola en insalubre y contaminante para el ser humano. Esta situación se vuelve más crítica a medida que aumenta la demanda de ella, por lo que la investigación actual apunta a conocer de manera profunda el origen, estructura y comportamiento de los diversos contaminantes para así descubrir métodos cada vez más eficaces que traten de volverlos inocuos para la vida en general. Bajo las condiciones detalladas anteriormente, nosotros decidimos desarrollar un tema abarcativo, en el cual se detallen los agentes contaminantes del agua más importantes producidos por el hombre, sus orígenes, composición y sus efectos sobre la salud.

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Desarrollo ¿Qué es la contaminación del agua? Antes de contestar la pregunta vamos a definir Contaminación como la alteración del ambiente por materiales extraños o por otros presentes en cantidades superiores a lo normal. Basado en lo anteriormente planteado, podemos afirmar que la contaminación del agua se define como la presencia de sustancias u organismos extraños en un cuerpo de agua en tal cantidad y con tales características que impiden su utilización con propósitos determinados. La misma, puede ser natural o antropogénica (resultado de actividades humanas). Ambas contaminaciones tienen los mismos principios pero la originada por las actividades humanas son más complejas debido a que la cantidad de contaminantes contenidos en ella es alta. En Argentina, específicamente en Buenos Aires encontramos el Riachuelo el cual con un recorrido de 84 kilómetros es conocido mundialmente como uno de los complejos fluviales más contaminado del mundo. La principal contaminación son los vertidos cloacales e industriales (especialmente del sector alimenticio), son altamente tóxicos debido a la alta concentración de metales pesados y nitratos como ser: plomo, mercurio, zinc, cobre, magnesio, cadmio y níquel. En nuestra provincia, el embalse de Rio Tercero está contaminado debido a la descarga de agua de refrigeración la cual contiene tritio 3, y a su vez la descarga accidental de agua pesada. Otro ejemplo es el caso del Lago San Roque, el cual recibe desechos cloacales sin tratamiento previo. ¿Por qué se contamina el agua? El agua se contamina principalmente, por culpa de la actividad humana, ya que el hombre se multiplica y necesita cada vez más comida, más agua, vestimenta, transporte, remedios, entretenimientos. La carga sobre la biosfera, va aumentando y se producen:  Emisión de gases tóxicos;  Contaminación por pesticidas, metales, desechos cloacales;  Accidentes, como ser los derrames de petróleo;  Descarga de desechos químicos y material radiactivo; La naturaleza también produce contaminantes, principalmente a través de las erupciones volcánicas y de las fumarolas oceánicas; pero no hablaremos de ello por no encontrarse dentro de los objetivos de este trabajo.

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Universidad Tecnológica Nacional-Facultad Regional Córdoba ¿Cómo se contamina el agua? Hay varias formas de contaminación del agua y al responder esta pregunta, solo se mencionaran algunas de ellas. Una de ellas son los derrames de petróleo y sus derivados, los cuales provocan las llamadas mareas negras, que se extienden muchos km. de distancia y ocasionan graves daños en los ecosistemas marinos. Otra forma de contaminación se produce cuando el agua pura que proviene de la lluvia, esta a medida que cae hasta la superficie va recibiendo su primera carga de contaminantes, y finalmente se disuelven en ella sustancias, como óxidos de azufre y de nitrógeno que la convierten en lluvia ácida. Una vez en el suelo, el agua discurre por la superficie e infiltra hacia capas subterráneas. Ésta al escurrir, en las capas y las granjas se carga de pesticidas del exceso de nutrientes y en las ciudades arrastra productos como aceite de agua, metales pesados y nafta, entre otros que provienen de vertederos urbanos e industriales, es ello que la contaminación suele ser mayor en los lugares cercanos a las zonas densamente pobladas y con muchas industrias. A su vez, una parte del agua que escurre se filtra por los suelos y pasa a ser la llamada agua subterránea se encuentra en el subsuelo, la cual se desplaza formando napas y que a su vez son utilizadas para suministrar agua a numerosas poblaciones. El proceso natural que se produce para eliminar los contaminantes, llamado autodepuración (proceso natural de eliminación de los contaminantes), es más lento en las aguas subterráneas que en las superficiales, ya que estas constituyen una de las reservas de agua dulce de nuestro planeta, es muy importante cuidarlas y evitar su contaminación. Por otro lado, los mares y los océanos que contienen una enorme cantidad de agua y por ende poseen mayor capacidad de auto depuración que los ríos y los lagos. Sin embargo, en la actualidad esa capacidad depuradora se ve superada por tantos residuos que, al ser eliminados en los cursos de agua, finalmente llegan al mar, ya que muchos de ellos son transportados por los descomponedores en materiales que pueden ser utilizados por los organismos marinos, en cambio otros al acumularse, ocasionan graves problemas de contaminación. Consecuencias de la contaminación del agua Entre los efectos de la contaminación del agua se incluyen los que afectan a la salud humana, como ser la presencia de nitratos (sales del ácido nítrico) en el agua potable los cuales puede producir enfermedades mortales, los contaminantes presentes en los fertilizantes derivados del cieno o lodo puede ser absorbido por las cosechas, de ser ingerida en cantidad suficiente, el metal puede producir un trastorno diarreico agudo, así como lesiones en el hígado y los riñones. A su vez la presencia de sustancias inorgánicas, como el mercurio, el arsénico, entre otros son considerados elementos que producen enfermedades hasta el momento incurable y muchas de ellas cancerígenas. A su vez, todos aquellos contaminantes que llegan a las distintas masas de agua, ocasionan problemas serios como ser, limitación del crecimiento de la flora y fauna de los medios acuáticos, contaminación del suelo, alimento de animales herbívoros, entre otros.

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Universidad Tecnológica Nacional-Facultad Regional Córdoba ¿Qué efectos provoca la contaminación de los ríos o lagos? Debido a su escasa entrada y salida de agua, los lagos sufren graves problemas de contaminación. Los ríos, por su capacidad de arrastre y el movimiento de las aguas, son capaces de soportar mayor cantidad de contaminantes. Sin embargo, la presencia de tantos residuos domésticos, fertilizantes, pesticidas y desechos industriales altera la flora y fauna acuáticas. En las aguas no contaminadas existe cierto equilibrio entre los animales y los vegetales, que se rompe por la presencia de materiales extraños. Así, algunas especies desaparecen mientras que otras se reproducen en exceso. Además, las aguas adquieren una apariencia y olor desagradables. Los ríos constituyen la principal fuente de abastecimiento de agua potable de las poblaciones humanas. Su contaminación limita la disponibilidad de este recurso imprescindible para la vida.

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Contaminantes Los contaminantes son sustancias o compuestos que se encuentran en un medio al cual no pertenece o que lo hace a niveles que pueden causar efectos (adversos) para la salud o el medio ambiente. Los agentes contaminantes se pueden clasificar en:

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Microorganismos Patógenos: Son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten enfermedades como el cólera, tifus, gastroenteritis diversas, hepatitis, etc.

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Sustancias Orgánicas: Son el conjunto de residuos orgánicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden ser descompuestos por bacterias aeróbicas, es decir en procesos con consumo de oxígeno. A este grupo también pertenecen



Los nutrientes Vegetales Inorgánicos: como los nitratos y fosfatos que son sustancias solubles en agua y que las plantas necesitan para su desarrollo, pero si se encuentran en cantidad excesiva inducen el crecimiento desmesurado de algas y otros organismos provocando la eutrofización de las aguas.



Compuestos Orgánicos: Muchas moléculas orgánicas como petróleo, gasolina, plásticos, plaguicidas, disolventes, detergentes, etc..., acaban en el agua y permanecen, en algunos casos, largos períodos de tiempo, porque, al ser productos fabricados por el hombre, tienen estructuras moleculares complejas difíciles de degradar por los microorganismos. Sedimentos Y Materiales Suspendidos. Muchas partículas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas, junto con otros materiales que hay en suspensión en las aguas, son, en términos de masa total, la mayor fuente de contaminación del agua. La turbidez que provocan en el agua dificulta la vida de algunos organismos, y los sedimentos que se van acumulando destruyen sitios de alimentación o desove de los peces, rellenan lagos o pantanos y obstruyen canales, ríos y puertos.

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Sustancias Radiactivas: principalmente son isótopos presentes en el agua y son altamente cancerígenos.

radiactivos

solubles

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

Compuestos inorgánicos: 



Sustancias Químicas Inorgánicas: En este grupo están incluidos ácidos, sales y metales tóxicos como el mercurio y el plomo. Si están en cantidades altas pueden causar graves daños a los seres vivos, disminuir los rendimientos agrícolas y corroer los equipos que se usan para trabajar con el agua. Compuestos minerales: pueden ser sustancias tóxicas como los metales pesados (plomo, mercurio, etc.), nitratos, nitritos. Otros elementos afectan a las propiedades organolépticas (olor, color y sabor) del agua que son el cobre, el hierro, etc. Otros producen el desarrollo de las algas y la eutrofización (disminución de la cantidad de O2 disuelto en el agua) como el fósforo.

A continuación se detallará, con el siguiente cuadro algunas características que presentan diversos tipos de aguas y los contaminantes que pueden estar contenidos en ellas. Nota: Por cuestiones de presentación, se colocará el cuadro en la página siguiente.

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Tipos de agua

Presencia

Aguas residuales domesticas e industriales, degradación natural de materia orgánica. Aguas residual en descomposición, residuos industriales. Agua de suministro, aguas residual domesticas e industriales, erosión del suelo, infiltración y conexiones incontroladas. Aguas residuales domesticas e industriales Aguas residuales domésticas, industriales y comerciales. Aguas residuales domésticas, industriales y comerciales. Residuos agrícolas. Vertidos industriales. Aguas residuales domésticas, industriales comerciales. Aguas residuales domésticas, industriales comerciales. Aguas residuales domésticas, industriales comerciales. Aguas residuales domésticas, industriales comerciales. Degradación natural de materia orgánica.

y y y y

Aguas residuales domésticas, agua de suministro, infiltración de agua subterránea. Aguas residuales domésticas, agua de suministros, infiltración de agua subterránea. Vertidos industriales. Residuos agrícolas y aguas residuales domésticas. Aguas residuales domésticas, industriales y comerciales. Aguas residuales domésticas, industriales y comerciales, aguas de escorrentía

Color Olor Sólidos Temperatura Carbohidratos Grasas animales, aceites y grasa. Pesticidas Fenoles Proteínas Contaminantes prioritarios Agentes tensioactivos Compuestos orgánicos volátiles Otros Alcalinidad Cloruros Metales Pesados Nitrógenos pH Fosforo

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Universidad Tecnológica Nacional-Facultad Regional Córdoba El siguiente cuadro muestra solo algunos contaminantes, ahora se ampliarán todos aquellos contaminantes que pueden estar presentes en la gran mayoría de las masas de agua y a su vez se mencionarán los efectos que estos producen, ellos son:

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Aguas residuales y otros residuos que demandan oxígeno (en su mayor parte materia orgánica, cuya descomposición produce la desoxigenación del agua).

Agentes infecciosos (cólera, disentería) causan trastornos gastrointestinales. 

Nutrientes vegetales que pueden estimular al crecimiento de las plantas acuáticas. Estas, a su vez, interfieren con los usos a los que se destina el agua y, al descomponerse, agotan el oxígeno disuelto y producen olores desagradables.



Productos químicos, incluyendo los pesticidas, diversos productos industriales, las sustancias tensioactivos contenidas en los detergentes, y los productos de la descomposición de otros compuestos orgánicos.

Minerales inorgánicos y compuestos químicos. 

Sedimentos formados por partículas del suelo y minerales arrastrados por las tormentas y escorrentías desde las tierras de cultivo, los suelos sin protección, las explotaciones mineras, las carreteras y los derribos urbanos.

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Sustancias radiactivas procedentes de los residuos producidos por la minería y el refinado del uranio y el torio, las centrales nucleares y el uso industrial, médico y científico de materiales radiactivos.



El calor también puede ser considerado un contaminante cuando el vertido de agua empleada para la refrigeración de las fábricas y las centrales energéticas hace subir la temperatura del agua de la que se abastecen.

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El mercurio, un metal líquido muy tóxico, se acumula en el fitoplancton. En él las concentraciones son mil veces mayores que en el agua. Los peces pequeños lo concentran aún más, y en el pez grande puede llegar a límites peligrosos para la salud humana. Su concentración en los océanos es muy baja. En las zonas densamente pobladas y con mares donde la circulación de barcos es grande, se llega a concentraciones 100 veces mayores.

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Contaminación cloacal: una contaminación habitual es la que se produce por bacterias fecales. Eso se debe a que muchas ciudades vuelcan sus líquidos cloacales sin purificar, o con purificación deficiente, a los ríos y al mar. Algunas ciudades no tienen plantas depuradoras; otras las tienen demasiado pequeñas o fuera de funcionamiento. Algunas veces aparecen restos cloacales en las playas. Este problema puede surgir por fallas en los sistemas de bombeo.

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Derrames de petróleo: los derrames son de los accidentes contaminantes más espectaculares. Se derraman millones de litros de crudo por año. Pero esto se constata si sucede cerca de la costa y se observan los pájaros, mamíferos marinos y peces empetrolados que suelen aparecer muertos en las playas. También cuenta con que ellos son el eslabón inicial en la cadena alimentaria. En zonas frías el derrame es mucho más grave. La degradación por bacterias es muy lenta, y se produce poca evaporación. También, además de los problemas causados por transporte de petróleo crudo, existen en el mar miles de plataformas petroleras que representan un peligro adicional. En estas “islas flotantes”, el petróleo se bombea y se carga en barcos cisterna. Pequeñas pérdidas se producen continuamente y son difíciles de eliminar.



Plástico: son materiales estables, útiles y baratos. Habitualmente se usan una vez y se tiran. Muchos terminan en el mar. Son estables o se degradan muy lentamente. Se calcula que muchos de los plásticos pueden durar cientos de años. Son trampas mortales para la fauna marina. Al tragar el plástico, muchos animales ya no pueden bucear normalmente y se mueren de hambre.

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Contaminación química del agua Ya habiendo definido y expresado diversos tipos de contaminantes que se encuentran en el agua, nos centraremos ahora pura y exclusivamente en la contaminación química del agua. Los contaminantes químicos que por razones previamente mencionadas llegan a las masas de agua son:      

Hidrocarburos Detergentes Sulfuros Fenoles Cianuros Metales pesados

A continuación se detallaran los contaminantes previamente mencionados.

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Hidrocarburos Son compuestos químicos orgánicos, presentes en grandes cantidades en el petróleo y gas natural. Estos están formados únicamente por carbono e hidrógeno. La contaminación que puede originar un crudo de petróleo cuando se derrama en el mar depende de sus características que pueden variar mucho en función del tipo de petróleo. Estas fuentes de contaminación son las más conocidas y tienen importantes repercusiones ambientales, pero la mayor parte proviene del petróleo vertido el cual procede de tierra, de desperdicios domésticos, automóviles y gasolineras, refinerías, industrias, etc. Como se mencionó anteriormente, depende de varios factores; tipos de petróleo (crudo o refinado), cantidad liberada, distancia del sitio de liberación, época del año, temperatura del agua, clima y corrientes oceánicas. El petróleo que llega al mar se evapora o es degradado lentamente por bacterias. Los hidrocarburos orgánicos volátiles del petróleo matan inmediatamente varios animales, especialmente en sus formas larvales.

Naturaleza de los hidrocarburos Estos pueden clasificarse según el tipo de enlace entre los átomos de carbono en alifáticos y aromáticos. A su vez, los primeros se pueden clasificar en alcanos, alquenos y alquinos según los tipos de enlace que unen entre sí los átomos de carbono. Los aromáticos, son compuestos orgánicos cuya estructura está basada en la del benceno, que tienen un olor penetrante.

Efectos sobre el agua En las aguas superficiales el vertido de petróleo u otros desechos produce disminución del contenido de oxígeno, aporte de sólidos y de sustancias orgánicas e inorgánicas. En el caso de las aguas subterráneas, el mayor deterioro se manifiesta en un aumento de la salinidad, por contaminación de las napas con el agua de producción de petróleo de alto contenido salino. En el caso del petróleo el efecto que se produce es el de esparcimiento, este es uno de los procesos más importantes y significativos al ocurrir un derrame cuerpo de agua. Este fenómeno se debe a dos (2) fuerzas físicas: La fuerza de gravedad y la fuerza de tensión superficial. La primera, da lugar a que el petróleo se extienda sobre la superficie hasta formar una película continua y delgada, por otro lado, la tensión superficial junto con la viscosidad, afectan la tasa de esparcimiento del petróleo sobre el agua. Así, mientras menor sea la tensión superficial de un crudo o producto refinado, mayor será su tasa potencial de esparcimiento.

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Detergentes El detergente es una sustancia tensioactiva, es decir, es una sustancia que influye por medio de la tensión superficial en la superficie de contacto entre dos fases, a su vez es antipática, o sea que tiene la propiedad química de disolver la suciedad o las impurezas de un objeto sin corroerlo. La contaminación de estos agentes de la limpieza es una gran preocupación en el contexto global, debido a que el uso de los compuestos tensioactivos en el agua, al ser arrojados a los lagos y ríos provocan la disminución de la solubilidad del oxígeno disuelto en el agua con lo cual se dificulta la vida acuática. Muchos detergentes para ropa contienen aproximadamente de 35 a 75 por ciento de sales de fosfato. Los fosfatos pueden causar una variedad de problemas de contaminación del agua, ya que se presentan en forma disuelta, coloidal o sólida. Además, algunos detergentes basados en fosfatos pueden causar la eutrofización (aporte más o menos masivo de nutrientes inorgánicos). El sobre enriquecimiento de fosfato puede causar que el cuerpo de agua sea estrangulado con algas y otras plantas, ya que la eutrofización del agua priva de oxígeno, causando la muerte de otros organismos. Componentes de los detergentes Componente

Ejemplos

Principios activos

Jabones, surfactantes aniónicos, catiónicos, anfóteros y no iónicos.

Coadyuvantes Reforzadores Aditivos

Polifosfatos, zeolitas, carbonatos, sales de ácido nitrilotriacético (NTA), silicatos, citratos. Alcanolamidas, óxidos de aminas. Agentes de blanqueo (perboratos), inhibidores de corrosión (silicatos), agentes antirredeposición, antiespumantes, colorantes, perfumes, agentes bactericidas.

Cargas Enzimas

Sulfato sódico, agua, alcohol. Proteasas (amilasas y lipasas).

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Sulfuros La fórmula general para los sulfuros es:

XmZn Siendo: X: elemento metálico. Z: elemento no metálico. En química, un sulfuro es la combinación del azufre con un elemento químico o con un radical. Hay unos pocos compuestos covalentes con el azufre, como el disulfuro de carbono, y el sulfuro de hidrógeno que son también considerados como sulfuros. Estos se encuentran en las aguas negras, aguas de industria química y papelera y refinerías de petróleo. La concentración de sulfuros da una idea del grado de septización. Las partículas de sulfuros arrastradas con las aguas se oxidan a sulfatos solubles, por lo que el contenido en sales solubles se incrementa notablemente, a la vez que el pH baja drásticamente. Las partículas de sulfuros que daban un color verdeazulado a las aguas, pasan al oxidarse a colores rojizos. El sulfuro que se encuentra más comúnmente en el agua es el sulfuro de hidrogeno, el cual se identifica por su olor a huevos podridos y muy venenoso. Las aguas que contengan sulfuro de hidrógeno serán muy tóxicas a pH ácidos, incluso para las bacterias. La toxicidad disminuirá extraordinariamente a pH básicos.

Fenoles Su fórmula es la siguiente:

C6H5OH

Se encuentran en los efluentes industriales de las refinerías, industria siderúrgica, farmacéutica, etc. Los derivados clorados de los fenoles confieren al agua características organolépticas no deseables. Debido a que el fenol es poco soluble en agua ya que aunque presentan el puente de hidrógeno, la proporción de carbonos con respecto a la cantidad de –OH es muy baja, este solo otorga al agua olores y sabores poco deseados. Algunos de los sulfuros más conocidos y comercializados son el sulfuro de sodio, disulfuro de selenio, etc.

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Cianuros Cianuro es un término general que se usa para agrupar a las sustancias químicas conformadas por moléculas de carbono y nitrógeno. El cianuro es un elemento utilizado en la extracción de metales en la industria minera, como así también pueden proceder de los desechos industriales, se encuentran también en plaguicidas. El ion CN es una especie muy estable, por lo que no se descompone por si sola en el medio ambiente, además es un importante contaminante del agua. El ion cianuro es la base conjugada del ácido débil HCN, el cual tiene una baja solubilidad en agua, por lo que la acidificación de disoluciones de cianuro origina la liberación del gas venenoso HCN (ácido cianhídrico). La importancia del cianuro en la minería se debe a su capacidad de combinación con metales (Au, Fe, Ag Zn, etc.), las consecuencias negativas de este se debe a que al entrar en contacto con las células absorbe por así decirlo al Hierro de la célula, por lo cual la misma deja de funcionar y muere. Volviendo a la contaminación del agua, al formarse complejos de cianuro con metales, estos se vuelven solubles adquiriendo una propiedad que les permite “movilizar” metales tóxicos para los seres vivos como ser Cd, Cr, Pb, Hg, As, etc. los cuales son principales desechos provenientes de las industrias fabriles. Es importante mencionar que existe un proceso natural de descomposición del cianuro, pero en las cuales influyen pH, luz, factores que afectan la velocidad de reacción. En cuanto a pH se refieres en el medio acido el producto que se obtiene es altamente toxico, en el medio básico no se transforma, mientras que en el medio neutro no hay reacción alguna. En el factor luz, cuando este está contenido en lagos y lagunas se observa que hay zonas oscuras por lo cual no se produce la descomposición del cianuro. La velocidad de las reacciones químicas depende, entre otros factores de la cantidad de los reactivos en contacto. En este caso el cianuro y el oxígeno. Los potenciales arroyos, lagunas o lagos contaminados, solo tendrían oxidación a nivel superficial (zona de mayor contacto con el aire) en temporadas relativamente cálidas ya que en invierno el hielo o la nieve sobre la superficie lo impedirían. Por lo tanto la velocidad de descomposición del cianuro va a depender de cuan aireada esté el agua contaminada.

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Metales pesados Los metales pesados son un grupo de elementos químicos que presentan una densidad alta, también poseen un peso atómico comprendido entre 63.55 (Cu) y 200.59 (Hg), y que presentan un peso específico superior a 4 (g cm-3). Cabe destacar que en esta categoría entran prácticamente todos los elementos metálicos de interés económico, por tanto, de interés minero. Son en general tóxicos para los seres humanos y entre los más susceptibles de presentarse en el agua destacamos mercurio, níquel, cobre, plomo y cromo. El incremento de concentración en las aguas de estos compuestos se debe principalmente a contaminación puntual de origen industrial o minero. Lo que hace tóxicos a los metales pesados no son en general sus características esenciales, sino las concentraciones en las que pueden presentarse, y casi más importante aún, el tipo de especie que forman en un determinado medio.

Acción en el agua Todos los metales pesados se encuentran presentes en los medios acuáticos, aunque sus concentraciones (en ausencia de contaminación) son muy bajas. Los metales pesados se encuentran en estas aguas como coloides, partículas minerales (sólidos en suspensión), o fases disueltas (cationes o iones complejos). Las formas coloidales suelen dar lugar a la formación de hidróxidos, mientras que las partículas sólidas incluyen una gran variedad de minerales. Las fases disueltas pueden a su vez ser capturadas por adsorción o absorción en arcillas o hidróxidos. Adicionalmente, los compuestos orgánicos pueden constituir fases con gran capacidad de captura de cationes metálicos, que en ocasiones dan lugar a fases extremadamente tóxicas (ej. metilmercurio: CH3Hg). A su vez la química del sistema acuoso regula las tasas de adsorción-absorción en el sistema agua-sedimento. La adsorción remueve el metal de la columna de agua; la desorción lo incorpora nuevamente a ésta. Los parámetros que regulan el sistema son: la salinidad, el potencial redox, y el pH: Un incremento de la salinidad conlleva una competencia, entre metales pesados y metales grupos I y II, lo que se traduce en la expulsión de los metales pesados, y su devolución a la columna de agua. Un incremento del potencial redox genera la inestabilidad de los compuestos reducidos (ej. sulfuros), poniendo el metal en solución. Un decrecimiento del pH tiene dos efectos: 1) induce la disolución de compuestos metal-carbonato; y 2) aumenta la solubilidad de los metales disueltos. El decrecimiento del pH puede ligarse directamente a la serie de fenómenos físicoquímicos que se derivan de la oxidación de especies sulfuradas.

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Universidad Tecnológica Nacional-Facultad Regional Córdoba En la siguiente tabla se pueden observar, la aplicación de algunos de los metales pesados como así también los efectos de estos en la salud del ser humano, y en algunos casos también en animales.

Metal

Origen antrópico

Antimonio

Industria de esmaltes y tipografía. Minería, pesticidas, industria química, farmacéutica y de pinturas. Minería, industria de pinturas y cerámica. Extracción de petróleo y combustión de carbón. Carbón. Industria nuclear y espacial. Carbón, minería, galvanización. Industria de pinturas. Baterías y pigmentos.

Arsénico Bario Berilio Cadmio

Cobalto Cobre Cromo

Hierro Manganeso Mercurio

Níquel

Aleaciones. Industria de tintes y pinturas. Cerámicas. Medicina nuclear. Industria química, textil y de pinturas. Minería. Corrosión. Construcción y fontanería. Recubrimiento de metales. Industria química, textil, de curtido y de pinturas. Materiales refractarios. Combustión de basura. Minería, erosión, lixiviación de rocas. Fundición. Galvanotecnia. Corrosión. Minería. Aleaciones, lixiviación de rocas y suelos. Baterías. Industria química. Minería. Carbón. Industria química y farmacéutica. Pesticidas. Catalizadores. Combustión de combustibles fósiles. Metalurgia. Aleaciones. Galvanización. Baterías. Equipos solares. Pigmentos.

Efectos tóxicos Patología cardiaca. Tóxico en piel y sistema nervioso. Posible cancerígeno. Afecta a intestino y corazón. Sistema circulatorio (hipertensión). Afecciones pulmonar. Posible cancerígeno. Afecciones renales y cardiovasculares (hipertensión). Cancerígeno. Anemia y alteraciones hepáticas. Reemplaza bioquímicamente al zinc. Tóxico a altas dosis. Tóxico en algas y plantas. Sistema digestivo. Daños al riñón e hígado. Daños al sistema digestivo, riñón, hígado y piel. Posible cancerígeno como Cr6+

No tóxico, pero da sabor y turbidez. En elevadas concentraciones puede dañar a las plantas. No muy tóxico. A altas concentraciones afecta al sistema nervioso (manganismo). Tóxico agudo y crónico, en especial en forma orgánica. Daños al sistema nervioso y riñón. Posible cancerígeno. Posible cancerígeno Náuseas. Dermatitis.

por

inhalación.

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Universidad Tecnológica Nacional-Facultad Regional Córdoba Plata Plomo

Selenio Vanadio Zinc

Galvanoplastia. Fotografía. Moneda. Minería. Industria química y automovilística. Carburantes. Pinturas. Corrosión. Baterías. Munición. Carbón y petróleo. Minería. Carbón y petróleo. Erosión natural. Aleaciones, catalizadores, tintes y pinturas. Recubrimiento de metales. Aleaciones, pigmentos, pinturas, catalizadores y baterías.

Daños al riñón, hígado, piel y mucosas. Tóxico en niños y embarazadas. Sistema nervioso y riñón. Anemia. Desajustes reproductores. Hipertensión. Posible cancerígeno. En dosis altas afecta al sistema nervioso, hígado, pelo, hemorragias, fatiga y diarreas. En dosis altas afecciones gastrointestinales y respiratorias. Fitotóxico a altas Debilidad muscular.

concentraciones.

Métodos para la extracción de metales pesados    

Precipitación química Intercambio iónico Osmosis inversa Oxidación-reducción

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Conclusión Al concluir este trabajo, hemos logrado conectar la materia química, la cual vista en clase nos aparece tan abstracta, con un problema muy serio de la realidad como es la contaminación del agua; de una manera tal que hemos entendido la importancia de saber química para explicar los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor y poder encontrar soluciones a los diferentes problemas que esos fenómenos presenta a las sociedades. De igual forma comprendimos el verdadero rol que ocupa el hombre en la generación de contaminantes que afectan al agua. El saneamiento ambiental, es el reto que tiene la ingeniería para este siglo que empieza. La necesidad imperiosa de difundir conocimientos, incentiva la investigación y propender por una mayor participación de la comunidad en la solución de sus problemas son los elementos que ayudaran a alcanzar la meta de un ambiente sano en un tiempo menor. Analizando esta problemática que nos plantea las aguas contaminadas por medios químicos en reacciones de varios compuestos, logramos entender resultados y por medio de algunas comparaciones, gracias a una amplia enseñanza en esta materia. Nos facilitara a la hora de comparar varias cuestiones de la misma, por otro lado, podremos obtener algunas soluciones aplicando conceptos típicos en la catedra y poder dar solución a la contaminación del agua teniendo en cuenta la inversión en vista a futuro como todo buen ingeniero a lo largo de la carrera. Por otro lado, nos da noción del cuidado fundamental de ella y la gran importancia para todo ser vivo en el planeta así que se nos presenta este medio ocasionar en busca de soluciones por algún lado la respuesta la tendrá la química, como puede ser que no pero la química nos resolverá varias cuestiones a la hora de poner en marcha algún proyecto.

Desde ya muchas gracias.

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Bibliografía Páginas web http://www.miliarium.com/Paginas/Prontu/Tablas/Aguas/ContaminantesAgua.htm http://revistapetroquimica.com/hidrocarburos/ http://www.estrucplan.com.ar/contenidos/efluliq/contamiquimicos.asp http://www.aldeah.org/files/IMPACTOS-CIANURO-AGUA-MINA.pdf http://www.facsa.com/el-agua/calidad/Metales%20pesados#.VCC7KHJ5Mm4 http://www.uclm.es/users/higueras/mga/Tema08/Minerales_salud_1_4.htm http://www.greenpeace.org/argentina/Global/argentina/report/2013/nuclear/FactsheetEmbalse.pdf

Libros  

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Ingeniería de aguas residuales: tratamiento, vertido y reutilización; tercera edición. Metcalf y Eddy. Editorial Mc Graw Hill. Año 2001. Depuración y desinfección de aguas residuales, colección nº 9, 5ta edición. Prof. Ingeniero Aurelio Hernández Muñoz. Editorial Colegio de ingenieros de caminos, canales y puertos. Año 2001. Sistemas de lagunas de estabilización; 2da edición. Sergio Roldim Mendoça. Editorial Mc Graw Hill. Año 1995.

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