Calidad del agua para estudiantes de ciencias ambientaleseBook

SOBRE EL AUTOR

Jorge Alonso Cárdenas León

Magíster en Hidrogeología de la Universidad de Costa Rica, egresado del Departamento de Química de la Universidad Nacional de Colombia. Trabajó durante diez años en el Servicio Geológico Colombiano, en las áreas de Química Ambiental e Hidrogeología y trabaja desde hace veinte años en la Facultad del Medio Ambiente y Recursos Naturales de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas en las áreas de Química General y Calidad del Agua. Publicó Química para estudiantes de ciencias ambientales en 2011 con la Universidad Distrital Francisco José de Caldas. En el área humanística, escribió El Profesor en su laberinto en 2016 y Usted no sabe quién soy yo en 2018.

TABLA DE CONTENIDO

Prefacio
Introducción

Capítulo 1. El agua en la naturaleza
1.1 Distribución del agua en la naturaleza
1.2 El ciclo hidrológico y la calidad del agua
1.2.1 Precipitación
1.2.2 Escorrentía
1.2.3 Infiltración
1.2.4 Transpiración
1.2.5 Evaporación
1.3 Propiedades fisicoquímicas del agua
1.3.1 Capacidad calorífica
1.3.2 Tensión superficial
1.3.3 Ósmosis
1.4 Isotopía en el ciclo hidrológico
1.4.1 Isótopos
1.4.2 Isótopos ambientales
1.4.3 Expresión de la proporción de isótopos en la naturaleza
1.4.4 Fraccionamiento isotópico en el ciclo hidrológico
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 2. Monitoreo de calidad del agua
2.1 Redes de monitoreo de calidad del agua
2.1.1 Diseño de redes de monitoreo de calidad del agua
2.2 Operatividad de una red de calidad del agua
2.2.1 Muestreo
2.2.2 Tipos de muestras
2.2.3 Sugerencias de muestreo
2.2.4 Selección de los sitios de muestreo
2.2.5 Ubicación de nuevos sitios de muestreo
2.3 Uso de libretas campo y carpetas del sitio
2.4 Equipos de muestreo en calidad del agua
2.5 Ejercicios y temas de reflexión
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 3. Análisis organoléptico
3.1 Olor
3.2 Color
3.3 Turbidez y transparencia
3.3.1 Turbidez
3.3.2 Transparencia
3.4 Aspecto o apariencia
3.5 Interferencias y limitaciones
3.6 Consideraciones académicas
3.7 Ejercicios propuestos
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 4. Serie de sólidos
4.1 Definición
4.2 Tipos de sólidos
4.2.1 Sólidos sedimentables
4.2.2 Sólidos totales
4.2.3 Sólidos disueltos
4.2.4 Sólidos suspendidos
4.2.5 Sólidos fijos y sólidos volátiles
4.3 Procedimiento
4.4 Interferencias y limitaciones
4.5 Materiales y equipos
4.6 Modelo de cálculos
4.7 Consideraciones académicas
4.8 Ejercicios propuestos
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 5. pH, acidez y alcalinidad
5.1 Preámbulo
5.2 El pH
5.2.1 Definición de pH
5.2.2 Significado de pH
5.2.3 Formas de medición
5.3 Acidez y alcalinidad
5.3.1 El sistema carbonato
5.4 Acidez
5.4.1 Formas de medición
5.5 Alcalinidad
5.5.1 Formas de medición
5.6 Unidades de expresión y modelo de cálculos
5.7 Utilidad y aplicación de las mediciones
5.8 Interferencias y limitaciones
5.9 Muestreo y preservación
5.10 Preparación de reactivos
5.11 Operatividad en el laboratorio
5.12 Consideraciones académicas
5.13 Ejercicios propuestos
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 6. Conectividad eléctrica
6.1 ¿Qué es la conductividad eléctrica?
6.1.1 Resistencia y resistividad eléctrica
6.1.2 Conductividad eléctrica
6.1.3 Conductividad eléctrica en soluciones electrolíticas
6.2 ¿Por qué se mide?
6.3 Muestreo y preservación
6.4 ¿Cómo se mide?
6.4.1 Materiales y equipos
6.4.2 Reactivos
6.4.3 Procedimiento
6.5 Consideraciones académicas
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 7. color instrumental
7.1 Escala de color Hazen para aguas naturales
7.1.1 Color en la escala Hazen por comparación visual
7.1.2 Escala Hazen por espectrofotometría
7.2 Escala de color triestímulo
7.2.1 Equipos y materiales
7.2.2 Reactivos
7.2.3 Procedimiento
7.2.4 Cálculos y expresión de resultados
7.3 Consideraciones académicas
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 8. Turbidez en el laboratorio
8.1 ¿Por qué se mide?
8.2 ¿Cómo se mide?
8.2.1 Método nefelométrico
8.3 Muestreo y almacenamiento
8.4 Transparencia
8.5 Consideraciones académicas
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 9. El ion cloruro
9.1 ¿Qué es el ion cloruro?
9.2 ¿Por qué se mide?
9.3 Implicaciones en el agua
9.4 ¿Cómo se mide?
9.4.1 Titulación con nitrato mercúrico, Hg (NO3)2
9.4.2 Titulación con nitrato de plata, AgNO3
9.5 Materiales y equipos
9.6 Reactivos
9.7 Procedimiento
9.8 Modelo de cálculos
9.9 Interferencias y limitaciones
9.9.1 Límite de detección y rango de medición
9.10 Indicadores y trazadores hidrológicos
9.11 Muestreo y preservación de muestras
9.12 Consideraciones académicas
9.13 Ejercicios propuestos
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 10. La durezaen el agua
10.1¿Qué es la dureza del agua
10.1.1 Jabones y detergentes
10.2 Dureza y calidad de aguas
10.2.1 Orígenes del calcio y el magnesio en el agua
10.2.2 ¿Por qué se mide?
10.2.3 Implicaciones de la dureza en el agua
10.3 ¿Cómo se mide?
10.3.1 Medición de dureza por titulación con EDTA
10.4 Materiales y equipos
10.5 Reactivos
10.6 Muestreo y preservación
10.7 Procedimiento
10.7.1 Para la medición del ion calcio
10.7.2 Para la medición del calcio más el magnesio
10.8 Modelo de cálculos y expresión de resultados
10.8.1 Limitaciones del método
10.8.2 Límite de detección
10.8.3 Clasificaciones de dureza
10.9 Consideraciones académicas
10.10 Ejercicios propuestos
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 11. Fundamentos de espectroscopia
11.1 Espectrofotometría
11.2 Espectrofotometría de absorción
11.2.1 La ley de Lambert-Beer
11.3 Aplicaciones en calidad del agua
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 12. El ion nitrato
12.1 ¿Qué es el ion nitrato?
12.2 ¿Por qué se mide?
12.3 Muestreo y preservación
12.4 ¿Cómo se mide?
12.4.1 Medición por espectrofotometría UV
12.5 Consideraciones académicas
12.6 Ejercicios propuestos
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 13. El fósforo
13.1 ¿Qué es el fósforo?
13.2 ¿Por qué se mide?
13.3 Muestreo y preservación
13.3.1 Preparación de la muestra
13.4 ¿Cómo se mide?
13.4.1 Método del ácido vanado-molibdo-fosfórico
13.4.2 Método del ácido ascórbico
13.5 Consideraciones académicas
Referencias y lecturas complementarias

Capítulo 14. El ion sulfato
14.1 ¿Qué es el ion sulfato?
14.2 ¿Por qué se mide?
14.3 Muestreo y preservación
14.4 ¿Cómo se mide?
14.4.1 Método gravimétrico, 4500 SO4= D
14.4.2 Método turbidimétrico, 4500 SO4= E
14.4.3 Método volumétrico
14.5 Consideraciones académicas
14.6 Ejercicios de aplicación
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 15. Sustancias activas al azul de metileno, SAAM/MBAS
15.1 ¿Qué son las SAAM?
15.1.1 ¿Qué son los surfactantes o tensoactivos?
15.2 ¿Por qué se miden?
15.3 Muestreo y preservación
15.4 ¿Cómo se mide?
15.4.1 Separación de tensoactivos por sublimación
15.4.2 Método SAAM/MBAS
15.5 Consideraciones académicas
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 16. Oxígeno disuelto
16.1 Preámbulo
16.2 Solubilidad del oxígeno en el agua
16.3 Implicaciones del oxígeno en el agua
16.4 Muestreo y preservación
16.5 Formas de medición
16.5.1 Medición por Winkler con modificación de azida
16.5.2 Medición por electrodo específico
16.6 Consideraciones académicas
16.7 Ejercicios propuestos
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 17. Demanda química de oxígeno, DQO, RQO, COD
17.1 ¿Qué significa DQO, RQO o COD?
17.2 ¿Por qué se mide?
17.3 Muestreo y preservación
17.4 ¿Cómo se mide?
17.4.1 Digestión en sistema cerrado
17.4.2 Digestión a reflujo o sistema abierto
17.5 Ejercicios propuestos
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 18. Demanda biológica de oxígeno
18.1 ¿Qué significa DBO?
18.2 ¿Para qué se mide?
18.3 Muestreo y preservación
18.4 ¿Cómo se mide?
18.4.1. Equipos y materiales
18.4.2 Reactivos
18.4.3 Procedimiento para la incubación de las muestras
18.4.4 Medición de oxígeno disuelto después de la incubación
18.5 Consideraciones académicas
18.5.1 Formas alternas de medición
18.6 Interpretación de resultados de DBO
18.7 Estimando el nivel de recuperación de un cauce
18.8 Cálculos sistemáticos de DBO
18.9 Ejercicios propuestos
18.9.1 De reflexión
18.9.2 De cuantificación
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 19. Prueba de jarras
19.1 Sistemas coloidales
19.2 Coagulación
19.3 Floculación
19.4 Pruebas de jarras
19.4.1 Propósito del test o prueba
19.4.2 Alcance
19.4.3 Interferencias
19.4.4 Equipo
19.4.5 Reactivos
19.4.6 Procedimiento
19.5 Consideraciones académicas
19.6 Ejercicios de aplicación
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 20. Evaluación e interpretación de datos analíticos
20.1 Validación y estandarización de pruebas
20.1.1 Linealidad
20.1.2 Precisión
20.1.3 Error y exactitud
20.1.4 Sensibilidad
20.1.5 Límite de detección
20.1.6 Porcentaje de recuperación
20.2 Estandarización de métodos analíticos
20.3 Evaluaciones de calidad de datos analíticos
20.3.1 Dureza total y calcio más magnesio
20.3.2 Conductividad eléctrica y sólidos disueltos
20.3.3 Acidez, alcalinidad y pH
20.3.4 Sólidos disueltos y sumatoria de aniones
20.3.5 Balance iónico o porcentaje de error
20.4 Interpretación de resultados analíticos
20.4.1 Calidad del agua para consumo humano
20.4.2 Calidad del agua para el riego de cultivos
20.4.3 Calidad del agua para uso industrial
20.5 Ejercicios de aplicación y reflexión
Referencias y lecturas sugeridas

Capítulo 21. Índices de calidad del agua (ICA)
21.1 El índice WQI
21.1.1 Peso de los parámetros considerados en el índice WQI
21.1.2 Cálculo del índice de calidad general del agua, WQI
21.1.3 Clasificación del agua según su índice WQI
21.1.4 Cálculo del índice WQI en muestras tipo
21.2 Índice WQI propuesta de modificación
21.2.1 Variación en el parámetro pH
21.2.2 Variación en el parámetro DBO
21.2.3 Variación en el parámetro delta de temperatura
21.2.4 Variación en el parámetro sólidos disueltos
21.2.5 Variación en el parámetro porcentaje de saturación de oxígeno
21.3 Ejercicios de aplicación
21.4 Índice de riesgo de calidad del agua para consumo humano
21.4.1 Características físicas del agua para consumo humano
21.4.2 Sustancias químicas con efecto adverso para la salud humana
21.4.3 Sustancias químicas con implicaciones sobre la salud humana
21.4.4 Sustancias de consecuencias económicas sobre la salud
21.4.5 Sustancias relacionadas con plaguicidas y compuestos afines
21.4.6 Sustancias químicas utilizadas en la potabilización del agua
21.4.7 Características microbiológicas del agua para consumo humano
21.4.8 Instrumentos básicos para garantizar la calidad del agua para consumo humano
21.5. Ejercicios de aplicación
Referencias y lecturas complementarias