UN

C-F

I-E

AP

IG

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA GEOLGICA

UNIDAD VIII - UNIDAD IX

Ao / Ciclo: Quinto / Dcimo

Estudiantes:

FERNDEZ ORTIZ SANGAY, Kory Meliza Esther

LEN MUOZ, Jackeline Evelin

PAREDES MARZANA, Oscar Ronal

QUISPE BARRENO, Wilfredo Elas

RODRGUEZ CORTEZ, Kelly Rossana

Docente : Ing. WILVER MORALES CSPEDES

Curso : INVESTIGACIN DE REAS DEGRADAS

Cajamarca, 13 de noviembre de 2014

INTRODUCCIN

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Explicar el origen, tratamiento e influencia de la contaminacin de aguas superficiales y subterrneas.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Investigar cmo se realiza en monitoreo de aguas en minera.

Explicar el origen de los efluentes lquidos.

Explicar los mtodos ms importantes para el tratamiento de efluentes lquidos.

Describir en qu consiste la identificacin de elementos contaminantes y su importancia

Definir los procesos de precipitacin y disolucin.

Definir los procesos de adsorcin / desorcin.

EFLUENTES LQUIDOS

DEFINICIN

ORIGEN

PER MINERO EN EL MUNDO

TECNOLOGA O MTODOS (TRATAMIENTO)

DEFINICIN

Es cualquier flujo regular o estacional de sustancia lquida descargada a diversos cuerpos receptores.

ORIGEN MINERA PETRLEO

TOSTACIN

PLANTA DE TRATAMIENTO

DOMSTICO

LIXIVIACIN

FUNDICIN

RELAVES

PER MINERO EN EL MUNDO

METAL LATINOAMERICA MUNDO

Plata Primero Primero

Zinc Primero Segundo

Estao Primero Tercero

Plomo Primero Cuarto

Oro Primero Sexto

Cobre Segundo Segundo

Molibdeno Segundo Cuarto

Mercurio Segundo Cuarto

Selenio Segundo Noveno

Cadmio Segundo Dcimo segundo

Hierro Quinto Decimostimo

Agencia Geolgica de los Estados Unidos (U.S. Geological Survey) 2010

Elaboracin: MEM Boletn Mensual de Minera elaborado el 9 de Junio del 2011.

3 5 2 4

PRINCIPALES PRODUCTORES MUNDIALES 2010-2014

PER MINERO EN AL

Ica: 100% del hierro.

Puno: 100% del estao.

Cajamarca: oro y plata.

Pasco: plomo, zinc y plata.

Tacna: molibdeno y cobre.

Ancash: cobre, molibdeno, zinc, oro y plata.

Moquegua: molibdeno y cobre.

Lima: plomo, plata y zinc.

Arequipa: oro, plata y cobre.

La Libertad: cobre, oro, plata y plomo.

Junn: zinc, plata y plomo

Cusco: cobre.

Madre de Dios: oro.

TECNOLOGAS O MTODOS

ENFOQUES

Evitar la formacin de AR o EL.

Disminuir la produccin de AR (Cunetas de coronacin).

Tratar las AR para eliminar o disminuir sus concentraciones.

Los problemas asociados a las aguas residuales que

requieren tratamiento son:

Concentraciones de slidos suspendidos por encima de la norma.

pH cido o alcalino.

Metales disueltos tales como Pb, Cu, Zn, Fe, Mn. As, Hg, Se, Ni, Cd y otros

Reactivos qumicos del proceso como cianuro, cromo y otros

Carga bacteriolgica de los efluentes domsticos (coliformes termo-tolerantes, demanda bioqumica de

oxgeno-DBO, demanda qumica de oxgeno-DQO, etc.)

Varan de acuerdo a:

El tipo de operacin de minado.

La hidrologa de la mina.

La naturaleza del mineral.

Los procesos de beneficio.

Los mtodos de disposicin en depsitos de relaves.

La localizacin de los depsitos de relaves.

Los tipos de los depsitos de relaves.

Sedimentacin o decantacin

Coagulacin / floculacin Coloides: partculas muy finas

Carga elctrica (=).

Coagulacin:

desestabilizacin

(neutralizacin)

(separacin)

Promueve la colisin (choque)

de las partculas entre s, para

que se aglomeren formando

pequeos flculos.

La floculacin: flculos

grandes que permite el

asentamiento.

Espesamiento

Filtracin

papel

F. Al vaco F. En medio granular

Filtracin

FILTRO PRENSA

Neutralizacin

Cal viva

Cal hidratada

Caliza triturada

Caliza en polvo

Hidrxido de sodio (soda

custica)

Hidrxido de amonio, etc.

pH=5.5

CO 2

Aireacin

Grasas, slidos, concentracin de fangos

Grasas, slidos, concentracin de fangos

AR o EL con cianuro

Tratamientos de aguas residuales que contienen cianuros.

E coli

Biotecnologa Joel Panay

Conociendo al CN

CIANURO

RELAVES

Regeneracin del cianuro

Conversin del in CN a HCN mediante la acidificacin.

Seguido de separacin del gas HCN por burbujeo y su

reabsorcin en una solucin alcalina para regenerar el NaCN o

Ca(CN)2 y reutilizarlo en la operacin.

Se puede recuperar ms del 92% del cianuro presente.

Tratamiento y reutilizacin de soluciones de cianuro.

Degradacin natural

Oxidacin qumica

Precipitacin

Biodegradacin

1

2

3 4

Osmosis inversa

Electrodilisis

Tratamiento de AR Domsticas

Pozos Spticos

Tratamiento de AR Domsticas

Pozos Imboff

Tratamiento de AR Domsticas

Lagunas de Estabilizacin

Tratamiento de AR Domsticas

Lodo Activado

MONITOREO DE AGUAS

El trmino agua superficial, se utiliza en este trabajo para traer referencia a

cualquier tipo de agua que se encuentre al nivel de la superficie o por encima de la

misma (por ejemplo, un lago, ro o corriente) o al agua que se dirige a un cuerpo de

agua superficial (como agua bombeada de labores subterrneas a la superficie). En

muchos casos, las aguas freticas se vuelven aguas superficiales mediante patrones

de flujos naturales.

Los programas de monitoreo de la calidad de agua que se realizan en la mayora de

minas en el Per se encuentran bajo la responsabilidad de la oficina de asuntos

ambientales. En cada rea de influencia de una mina normalmente se encuentra

presente una persona encargada de todos los asuntos ambientales

Fecha/periodo Actividad principal Actividad de monitoreo

especfico Reporte

Febrero 28 1994

El gobierno emite el

Protocolo de

Monitoreo de

Calidad de Agua

mar-94

Empieza el

programa de

monitoreo

Seleccionar y

capacitar al grupo de

asuntos ambientales

Comprar

equipo

Iniciar la

seleccin del

laboratorio de anlisis

Marzo - Mayo 94 Primer periodo de

monitoreo

Definir

programa de

monitoreo

Estaciones de

monitoreo

Seleccionar

laboratorio e iniciar

QA/QC

Cronograma para el Monitoreo de Aguas Superficiales

jun-94 Primer periodo de

monitoreo

Verificar todos los

equipos de campo

Descripcin y

plano del sitio de los

componentes

estaciones

Informe de

datos y evaluacin de

resultados

Junio - Agosto 94 Segundo periodo de

monitoreo

Continuar

monitoreo

Volver a evaluar

estaciones

Corregir

procedimientos

inadecuados, etc

Ajustar la

frecuencia para

variaciones estacionales

Setiembre 94 Segundo periodo de

monitoreo

Evaluar los

resultados de QA/QC

Informe de

datos para el periodo

Verificar todo el

equipo de campo

Grficos de

todo los datos a la

fecha

Evaluacin

estacional de las

variables de cada

estacin de muestreo

Setiembre - Noviembre

94

Tercer periodo de

monitoreo

Continuar

monitoreando

Ajuste frecuencia

para variaciones

estacionales

dic-94 Tercer periodo de

monitoreo

Verificar todo el

equipo de campo

Informe de

datos para el periodo

Evaluacin de

variables

estacionales

afectadas

estacionalmente

dic-94

Cuarto periodo de

monitoreo

Continuar el

monitoreo

feb-95

Definir el

programa para el

prximo ao en

trminos de estaciones,

parmetros y

frecuencias

mar-95 EVAP

Evaluar el

desempeo del

laboratorio

Brindar

mantenimiento a todo el

equipo de campo

ESTACIONES DE MUESTREO

El rea de influencia de una mina puede abarcar una gran superficie, combinando

labores antiguas, abandonadas (y algunas veces olvidadas) con las operaciones

actuales. Independientemente de la complejidad de la mina, existen

caractersticas comunes para todas las minas que proporcionan la base para

identificar donde efectuar el muestreo.

ALCANCE

En un plano de la propiedad minera, marque todos los cursos naturales de agua (ros,

corrientes, lagos) y la direccin y volumen del flujo (aproximadamente).

En el mismo plano, marque todas las corrientes de agua del proceso, relacionadas

con la mina, incluyendo la direccin y volumen del flujo.

Ubique todos los principales componentes de la mina: tajo abierto, labores

subterrneas, embalses de relaves, botaderos, apilamientos de mineral de baja ley o

desechos, instalaciones de procesamiento, poblados aledaos y/o campamentos.

Estos componentes se definen como las fuentes potenciales de contaminantes, a

que se hace referencia en la siguiente exposicin. En algunos casos, un componente

tambin puede ser un Sumidero de contaminantes; por ejemplo, una roca carbonceo

puede neutralizar la acidez y metales disueltos de un drenaje cido.

Marque cualquier flujo adicional de agua relacionado con estos componentes.

Calcule el balance de agua sumando los flujos que entran y salen de cada

corriente, a fin de asegurarse que no falta ninguna de estas ltimas.

Utilice las cartas hidrogrficas estacionales, los registros de precipitaciones en el

rea minera y observaciones para identificarlos flujos que se presentan todo el ao

y aquellos que solo son estacionales. Los flujos que se presentan todo el ao

deben monitorearse regularmente. Puede establecerse estaciones en los flujos

estacionales, pero tambin estos se sometern a muestreo durante los periodos de

esto.

Identifique los lugares de muestreo en el plano que demuestran el balance de agua. Debe muestrearse todas las aguas que fluyan en el rea de influencia de toda la

mina, incluyendo los efluentes del procesamiento que se descargan a los cursos

naturales de agua (con frecuencia denominados ambientes receptores).

DEFINICIN DE LOS COMPONENTES DE LA MINA

(ACTIVIDAD MINERA)

Estos componentes son usualmente las operaciones unitarias que pueden constituir

una fuente de contaminacin, a saber:

Labores subterrneas;

Tajos abiertos;

Apilamiento de minerales de desecho, incluyendo pilas de escoria, apilamiento

de mineral; de minerales marginales.

Embalses de relaves, incluyendo pozas de retencin de soluciones o de

almacenamiento de lodo;

Instalaciones de procesamiento, incluyendo concentradora, refinera, fundicin;

Infraestructura y otras instalaciones, incluyendo poblados aledaos o

campamentos, labores abandonadas, instalaciones especiales de

procesamiento, planta de tratamiento, almacenamiento de lodos y/o residuos,

etc.

Descripcin de los Componentes de la Mina (actividad minera)

a) Labores Subterrneas

Esquema de Muestreo en Labores Subterrneas

b) Tajos Abiertos

Esquema de Muestreo desde Tajos Abiertos

c) Apilamiento de Mineral de Desecho (Pilas o

Botaderos)

Esquema de Muestreo en Pilas o Botaderos

d) Relaves

Esquema de Muestreo en Embalses de Relaves

e) Concentradora e Instalaciones de Procesamiento

Generalmente, el monitoreo de las instalaciones de procesamiento se realiza nicamente

durante la operacin. Despus del cierre y del desmantelamiento de construcciones,

tanques de almacenamiento (para reactivos, combustibles, etc.) o de contencin de

minerales, las instalaciones ya no estn operativas, por lo que el monitoreo solo se

requerira en caso de cualquier derrame que se presentara en el rea de edificaciones.

f) Infraestructura e Instalaciones

Estos deben identificarse, debiendo ubicarse las estaciones de muestreo segn sea

necesario. Mientras que la necesidad de una estacin es especfica por lugar, como regla

general se tiene:

Debe muestrearse regularmente cualquier flujo de agua o fuente de contaminacin

importantes que intervienen en el balance de agua de la mina;

Debe realizarse un reconocimiento de rezumaderos (un muestreo ms completo e

intenso de un rea determinada), a fin de localizar cualquier fuente de

contaminantes e identificar la necesidad para efectuar un muestreo regularmente;

Tomar una muestra si se tiene dudas.

g) Medio Ambiente Receptor

El motivo para realizar el muestreo y el monitoreo de la calidad del agua es

garantizar la proteccin del medio ambiente natural local. El medio ambiente

receptor de aguas superficiales en el rea de influencia de una mina se refiere a

todos los cursos naturales de agua que dicha mina afecta. Generalmente, estos

son los ros superficiales, corrientes, lagos o sierras pantanosas en el rea. El

flujo de aguas freticas dar su aporte a los mencionados cursos de agua. Sin

embargo, si los componentes de la mina referidos anteriormente se muestrean

como se describe, la mayora de aportes a las aguas freticas podr

caracterizarse adecuadamente.

Cules son las condiciones naturales o de base para el curso de agua?;

Si la mina est aportando contaminantes a las aguas naturales;

Si existen otras fuentes de contaminantes, ya sea naturales o

antropognicas; y

Hasta qu nivel se necesita controlar la descarga de contaminante desde la

mina.

Esquema de

las

Estaciones

de Muestreo

en rea de

Influencia de

una Mina

(actividad

minera)

MONITOREO DE AGUA

La identificacin consiste en la formulacin del problema, determinando

los contaminantes que se encuentran en la zona y sus propiedades, as

como las caractersticas del terreno y las actividades humanas que se

llevan o se pueden llevar a cabo en el mismo. En primer lugar se realiza

un listado de los contaminantes de potencial inters que sern cuestin de

estudio en etapas posteriores.

2. IDENTIFICACIN DE ELEMENTOS CONTAMINANTES

Este listado deber incluir: Compuestos que

superen niveles establecidos a partir de

criterios de riesgo.

La identificacin de contaminantes es el

primer paso para la realizacin de la Red

de Monitoreo, esta identificacin comprende

el anlisis de la calidad de agua mediante

parmetros y ensayos posteriores.

Parmetros

Inorgnico - Fsico

pH

Eh

Temperatura

Conductividad

TSS

Inorgnico - Iones

principales

Alcalinidad/acidez

Cianuro

Oxgeno disuelto

Dureza

Nitrgeno

Sulfato

TDS

Inorgnico metales

Metales

Orgnicos

Petrleo y grasa

Carbn orgnico

Parmetros biolgicos del agua Contaminacin que indican

Bacterias coliformes Desechos fecales

Virus Desechos fecales y restos orgnicos

Animales, plantas, microorganismos diversos Eutrofizacin

Temperatura del agua:

La temperatura es un parmetro muy importante ya que

influye en la obtencin de resultados confiables en el

campo o en el laboratorio. La variacin de la temperatura

del agua depende del clima local y en las influencias del

entorno.

Potencial Hidrgeno (pH)

Es una expresin del carcter cido o bsico del agua u

otra sustancia liquida, determinada por el nmero de iones

hidrgeno presente. Su Importancia radica dependiendo

del valor de pH puede limitar la posibilidad de vida

acutica y muchos usos del agua.

Conductividad Elctrica (CE)

Es la capacidad del agua para transportar la corriente

elctrica. Esta capacidad depende de los iones presentes en el

agua debido a la divisin de sales inorgnicas, cidos y bases

Oxgeno Disuelto (OD)

Es el oxgeno que se encuentra disuelto en el agua, proveniente

principalmente del oxgeno absorbido de la atmsfera por el

movimiento constante del agua como los oleajes, saltos y

rpidos.

Materia orgnica biodegradable: Demanda Bioqumica de

Oxgeno (DBO5):

Es la cantidad de oxgeno disuelto requerido por los

microorganismos para la oxidacin aerobia de la materia

orgnica biodegradable presente en el agua. Se mide a los

cinco das. T

Materiales oxidables: Demanda Qumica de Oxgeno

(DQO)

Es la cantidad de oxgeno que se necesita para oxidar

los materiales contenidos en el agua con un oxidante

qumico (normalmente dicromato potsico en medio

cido).

Nitrgeno total:

Varios compuestos de nitrgeno son nutrientes esenciales.

Su presencia en las aguas en exceso es causa de

eutrofizacin.

Fosforo:

El fsforo, como el nitrgenos, es nutriente esencial para

la vida. Su exceso en el agua provoca eutrofizacin.

Aniones:

Asi tenemos: cloruros, nitratos, nitritos, fosfatos, sulfuros , cianuros ,

fluoruros

Cationes:

Indica salinidad, estn relacionados con la dureza del agua,

contaminacin con fertilizantes y heces, de efectos muy nocivos; se

bioacumulan en la cadena trfica; (se estudian con detalle en el

captulo correspondiente). As tenemos: sodio, calcio y magnesio,

amonio y metales pesados

Compuestos orgnicos

Los aceites y grasas industriales son difciles de metabolizar por las

bacterias y flotan formando pelculas en el agua que daan a los

seres vivos.

Nitratos

La contaminacin con NO3- se ha convertido en una de las causas

principales de deterioro del agua subterrnea, tanto en los pases

desarrollados como en los en desarrollo.

Metales pesados.

Forman un grupo de compuestos poco solubles y altamente txicos, en

bajas concentraciones.

Hidrocarburos

Los HC son compuestos

orgnicos que por sus

caractersticas, conviene

tratarlos independientemente.

En efecto, se diferencian de los

plaguicidas, por su densidad,

volatilidad e inmiscibilidad.

Contaminacin de Aguas Superficiales y Subterrneas

El origen de la

contaminacin de las

aguas es muy variado:

residuos slidos urbanos,

actividades agrcolas y

ganaderas, actividades

industriales y mineras,

fugas de aguas

residuales, provocada por

los pesticidas y

plaguicidas, sustancias

qumicas asociadas a los

abonos, etc.

Ciclo de Agua Destino de los contaminantes

Los principales procesos que pueden tener lugar son:

DISPERSIN

Provoca la dilucin de contaminantes Depende de su heterogeneidad

FILTRACIN

Efectiva en slidos de suspensin Favorece la descomposicin de

sustancias orgnicas

FORMACIN DE COMPLEJOS Y

FUERZA INICA

Se forman por combinacin de iones. aumentar la cantidad de especies disueltas que estaran limitadas por oxidacin, precipitacin o adsorcin.

OXIDACIN - REDUCCIN

En suelos no saturados y zonas de recarga suelen predominar condiciones oxidantes o parcialmente reductoras y en zona saturada suelen predominar las reductoras, (materia orgnica).

NEUTRALIZACIN - REACCIONES CIDO - BASE

Constituyentes de las aguas subterrneas, son ms soluble y, por tanto, ms mviles cuando el pH es bajo.

PROCESOS FISICOS

PROCESOS GEOQUMICOS

PRECIPITACIN - DISOLUCIN

Ca, Mg, bicarbonatos y sulfatos, pueden estar sometidos a estos procesos.

Constituyentes traza, presentan una notable capacidad de precipitacin.

ADSORCIN - DESORCIN

Provocar la retencin de cationes y aniones en la superficie de las arcillas. La cantidad de cationes metlicos adsorbidos aumenta con el pH.

PROCESOS BIOQUMICOS

DEGRADACIN BIOLGICA Y ASIMILACIN

Muchas sustancias orgnicas pueden ser extradas del agua por actividad biolgica pueden ser fijados biolgicamente.

SNTESIS CELULAR

Constituyentes traza son necesarios para el crecimiento de los organismos y pueden, por consiguiente, ser retirados en su movimiento desde los emplazamientos de residuos

Es la adicin de productos qumicos con la finalidad de alterar el estado fsico de

los slidos disueltos y en suspensin, y facilitar su eliminacin por sedimentacin.

Procesos de Precipitacin/Disolucin PRECIPITACIN

La consecuencia de la adicin de productos qumicos es el incremento neto en los

constituyentes disueltos del agua.

Hace que las sustancias solubles sean menos soluble / insolubles

Los procesos qumicos, junto con algunas de las

operaciones fsicas unitarias, se han desarrollado

para proporcionar:

Un tratamiento primario de las aguas residuales no tratadas eliminando slidos suspendidos

La eliminacin del fsforo por precipitacin qumica

Eliminacin de metales pesados Espesamiento de lodos

Los qumicos ms usados en

el tratamiento de agua residual

mediante la precipitacin son:

Cal Sulfato ferroso Sulfato frrico Cloruro frrico Sulfato de aluminio

(almina)

Precipitacin Qumica

DISOLUCIN Es una mezcla homognea, formada por dos o ms sustancias puras que se

encuentran en ellas en cantidades variables y se pueden separar por procesos

fsicos.

Sustancias Simples: se encuentran las sustancias

sintetizadas para el mantenimiento de los

organismos vivos, as como los productos de su

metabolizacin, excretados por estos y otros

materiales de origen biolgico. Estn constituidas

principalmente por: cidos carboxlicos, fenoles,

hidratos de carbono, aminocidos, cidos

nucleicos, hidrocarburos, etc.

Las sustancias hmicas:

son sustancias muy

complejas, de estructura y

comportamiento an

desconocido en alto grado,

que se encuentran en las

aguas naturales y en los

suelos.

Este tipo de reacciones de precipitacin/disolucin estn sujetas a limitaciones

cinticas: la formacin de una fase slida puede ser una reaccin rpida una vez

que todos los componentes que forman la fase slida se encuentran presentes.

Procesos de adsorcin /

desorcin Adsorcin:

Tendencia de un componente del sistema a concentrarse en la interfase, donde la

composicin interfacial es diferente a las composiciones correspondientes al seno de

las fases.

Desorcin: Es el proceso inverso a la

Adsorcion.

Adsorcin

Carbn activado: Purificacin de agua para bebida.

Remocin de cloro y cianuro.

Recuperacin de metales de alto valor de aguas

residuales, etc.

Otros:

Arcillas activadas.

xido de magnesio.

Almina activada.

Hidrxido de aluminio.

Resinas de intercambio inico en polvo.

Xantato de celulosa, etc.

Los procesos de adsorcin-desorcin son de

gran importancia en el transporte de solutos en

los sistemas de aguas subterrneas.

La adsorcin es un fenmeno superficial. La acumulacin de

adsorbato sobre el adsorbente se encuentra restringida a la superficie

o interfase entre la solucin y el adsorbente. Dependiendo de la

naturaleza de las fuerzas atractivas predominantes entre el soluto y el

adsorbente.

As pues, la modelacin del transporte de contaminantes en aguas subterrneas

requiere la caracterizacin y cuantificacin de los procesos de adsorcin-

desorcin, y su expresin mediante un modelo matemtico que pueda ser

implementado en el conjunto de ecuaciones que describen el comportamiento

del sistema.

Tipos de adsorcin

La adsorcin fsica

La adsorcin qumica

la adsorcin electrosttica

La adsorcin fsica

Tiene lugar debido a las fuerzas de Van del Waals y es generalmente reversible.

En este caso, la molcula adsorbida no est fija en un lugar especfico de la superficie,

sino ms bien est libre de trasladarse dentro de la interfase.

Esta adsorcin, en general, predomina a

temperaturas bajas.

La adsorcin de la mayora de las

sustancias orgnicas en el agua con

carbn activado se considera de

naturaleza fsica.

La adsorcin qumica

Adsorcin activa o quimisorcin los enlaces formados entre las molculas de

soluto y los grupos qumicos especficos de la superficie del adsorbente presentan

todas las caractersticas de verdaderos enlaces qumicos

Las energas de adsorcin son elevadas, del orden de las de un enlace

qumico (100-300 kJ/mol).

Normalmente, la especie adsorbida forma

una capa de espesor monomolecular sobre

la superficie del adsorbente y las

molculas adsorbidas no pueden

desplazarse de unos centros activos a

otros.

la adsorcin electrosttica

las fuerzas atractivas entre el soluto y el adsorbente son de naturaleza

electrosttica.

Las fuerzas atractivas son de mayor intensidad y alcance que las

responsables de la adsorcin fsica.

Este tipo de adsorcin se denomina a menudo adsorcin por

intercambio.

Equilibrio de adsorcin e isotermas de

adsorcin

La adsorcin de una especie qumica presente en la solucin del suelo (adsorbato) por

los constituyentes de la fase slida del suelo (adsorbente) ocurre debido a las

interacciones entre la superficie activa de las partculas slidas y el adsorbato.

La cantidad adsorbida de una determinada especie depende no slo de la

composicin del suelo sino tambin de la especie qumica de la que se trata y de

su concentracin en la solucin.

Para estudiar la adsorcin de un compuesto qumico sobre un suelo

pueden ser usadas dos tcnicas de laboratorio: experiencias en batch

y experiencias con columnas.

Las experiencias en batch consisten en mezclar y agitar una cantidad determinada de suelo

con disoluciones de diferentes concentraciones del soluto estudiado, por ejemplo, un metal

pesado. Previamente, se tiene que determinar la concentracin de este metal en el suelo. La

grfica que representa el metal adsorbido, Cs, en funcin de la concentracin de la

disolucin, Cm, es la isoterma de adsorcin, cuya expresin general es:

=

Donde Kd se llama constante de adsorcin, coeficiente de distribucin o coeficiente de

particin. Cuando la isoterma no es lineal, hay otras aproximaciones para describir la

distribucin entre el suelo y la disolucin. Las ms utilizadas son las de Freundlich y

Langmuir.

Tipos de isotermas.

Coeficientes de distribucin para contaminantes

orgnicos

Muchos contaminantes orgnicos son hidrofbicos, estos contaminantes son fcilmente absorbidos en

la materia orgnica de los sedimentos

El coeficiente de distribucin de estos compuestos qumicos est relacionado con el coeficiente de

distribucin del compuesto entre el agua y un lquido apolar, como el octanol.

Llamado tambin constante de particin o coeficiente de extraccin, que puede ser

calculado en un embudo separador, con agua y octanol, en el que introduce el compuesto;

despus de agitar se toman separadas las fases y se analiza la concentracin en cada una de

ellas, Cw y Co, obtenindose el coeficiente de distribucin

Kow = Co / Cw.

Este coeficiente est relacionado con el coeficiente de distribucin entre el

carbono orgnico y el agua, Koc, segn la ecuacin (Karickhoff, 1981)

= +

INTERCAMBIO INICO

En el transcurso del trayecto subterrneo, las aguas entran en contacto con diferentes

sustancias minerales, algunas de las cuales tienen la propiedad de intercambiar ciertos

iones con otros contenidos en el agua, fenmeno que tiene una particular relevancia en

la qumica del agua subterrnea.

Intercambio inico

Determinados slidos tienen su superficie cargada elctricamente y, cuando estn en contacto

con las aguas naturales, su carga provoca que iones de carga opuesta, presentes en el agua, se

concentren en la interfase solucin-slido.

Los procesos de cambio inico involucran principalmente al Ca2+, Mg2+, Na+ y K+

En general, todos los minerales tienen cierta capacidad de cambio, pero slo la presentan

de forma acentuada algunas especies minerales, entre las que destaca el grupo de las

arcillas.

Que la reaccin se produzca en una u otra direccin

depender de las caractersticas del material de

intercambio y, sobre todo, de la composicin qumica

de la solucin en contacto

En acuferos sedimentarios de origen marino, las arcillas estn saturadas en sodio por la alta

relacin Na/Ca en el agua de mar; mientras que la qumica catinica de las aguas de recarga est

usualmente dominada por el calcio y magnesio. As, una arcilla formada en ambiente de agua

marina tendr la mayora de sus valencias libres, compensadas con sodio, mientras que en

ambiente de agua dulce el calcio y, en ocasiones magnesio, sern los cationes predominantes.

intercambio directo.

cuando el Ca2+ adsorbido en la fase arcillosa, es

cedido a la solucin a cambio del Na+ disuelto. Esta

reaccin de intercambio suele ser indicativa de una

intrusin activa en el acufero, en la que no se ha

alcanzado el equilibrio entre las aguas subterrneas y

la matriz litolgica.

intercambio inverso

Si una arcilla de ambiente sdico entra en contacto con

una solucin donde el calcio es el catin dominante,

cada par de iones sodio que pase a solucin, ser

remplazado por un calcio adsorbido, de modo que la

disolucin perder calcio y ganar sodio, hasta que el

incremento del contenido de iones Na+ en la solucin

permita alcanzar el equilibrio.

Cuando la interfase agua dulce-agua de mar est en movimiento o hay una continua

evolucin en el acufero, con etapas de salinizacin y desalinizacin.

Los procesos estn presentes, especialmente, en

el agua de mezcla pero, una vez se estabiliza y

la capacidad de intercambio se agota, el

intercambio cesa. El proceso de intercambio,

que acompaa frecuentemente al proceso de

intrusin marina, se detecta habitualmente por

variaciones en las concentraciones de algunos

cationes cuando se relacionan con la mezcla

binaria agua de mar-agua dulce, en base a las

concentraciones de in cloruro en las aguas.

El cambio Na-Ca es probablemente la reaccin ms importante durante las

intrusiones de agua de mar y de agua dulce. Si es consecuencia de la intrusin de

agua de mar en un terreno inicialmente en equilibrio con agua dulce de facies

bicarbonatada clcica, la caracterstica ms sobresaliente es la facies clorurada

clcica de las aguas salinas. El proceso inverso, cuando el agua dulce desplaza al

agua salada en el acufero, da lugar a la existencia de aguas de facies bicarbonatada

sdica.

Factores que influyen en la adsorcin e

intercambio inicos

La adsorcin depende de las concentraciones respectivas del catin en el adsorbente y

el lquido.

La temperatura influye en la medida que las reacciones de adsorcin son

normalmente exotrmicas y por tanto, el grado de adsorcin ser presumiblemente

mayor, al disminuir la temperatura

La fuerza de enlace con que los iones son retenidos o adsorbidos en los lugares de

cambio depende, asimismo, de otros factores, entre los cuales cabe citar los siguientes:

- Valencia y tamao del in

- Densidad de carga, estructura y superficie especfica del material de intercambio

- Concentracin relativa de los cationes presentes

- Contenido de agua en el sistema (efecto dilucin)

CONCLUSIONES

Un monitoreo de agua se realiza con estaciones de muestreo, dichas estaciones tienen ciertos parmetros como: el alcance,

definicin de componentes, descripcin de los componentes, y una

serie de datos y toma de muestras para su respectivo anlisis.

Los efluentes lquidos provienen de actividades de movimientos de tierras en lo cual involucra exploracin, explotacin, transporte,

cierre de minas, construccin de campamentos, sistemas de

abastecimiento de agua y/o energa, depsitos de relaves,

actividades domsticas entre otras.

La identificacin consiste en la formulacin del problema, determinando los contaminantes que se encuentran en la zona y

sus propiedades, as como las caractersticas del terreno y las

actividades humanas que se llevan o se pueden llevar a cabo en el

mismo, cuya importancia en el monitoreo radica en implantacin de

soluciones de acuerdo al contaminante.

CONCLUSIONES

Los mtodos ms importantes en el tratamiento de efluentes lquidos son: sedimentacin y decantacin, floculacin, filtracin, neutralizacin,

aireacin, precipitacin qumica, adsorcin, intercambio inico, smosis

inversa, filtracin, lodos activados, etc.

En el proceso de precipitacin/disolucin estn sujetas a limitaciones como las propiedades fsico qumicas de cada sutancia con la que va a entra en

contacto generando con ello variaciones tanto contaminacin como

remediacin en el caso de la precipitacin.

El proceso de adsorcin es la tendencia de con componente del sistema a colocarse en una interface de lquido Solido, Solido Gas y Liquido Gas. Mientras que la adsorcin es el proceso inverso. Es proceso es de gran

importancia en el transporte de solutos en los sistemas de aguas

subterrneas y ocurren como consecuencia del carcter liofbico del soluto

respecto al solvente, debido a una afinidad elevada del soluto por el

adsorbente, o bien, por una accin combinada de ambos efectos.

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