AEREACION NATURAL DE LAS AGUASOBJETIVOS

Demostrar que las aguas se aerean naturalmente, a traves del calculo del oxigeno disuelto, en ciertas horas por un determinado espacio de tiempo.

Comparar los valores reportados cada dia, y compararlos para explicar las fluctuaciones en los valores obtenidos.

Obtener experimentalmente de la capacidad de oxigenacion del sistema.

FUNDAMENTO TEÓRICO

El oxígeno es esencial para los riachuelos y lagos saludables. El nivel de Oxígeno Disuelto (OD) puede ser un indicador de cuán contaminada está el agua y cuán bien puede dar soporte esta agua a la vida vegetal y animal de un determinado ecosistema.

Generalmente, un nivel más alto de oxígeno disuelto indica agua de mejor calidad. Si los niveles de oxígeno disuelto son demasiado bajos, algunos peces y otros organismos no pueden sobrevivir.El Oxígeno que se encuentra disuelto en el agua proviene, generalmente de la disolución del oxígeno atmosférico (en el aire se encuentra en la proporción del 21%). Siendo un gas muy poco soluble en el agua y además como no reacciona químicamente, su solubilidad obedece a la Ley de Henry, la cual expresa que la solubilidad de un gas en un líquido es proporcional a su concentración o a la presión parcial del gas en la disolución.

¿CÓMO LLEGA EL OXÍGENO AL AGUA?En los acuarios o peceras, el oxígeno llega al agua por 2 vías:

La primera es la absorción del oxígeno presente en el aire desde la superficie del agua.

La segunda vía es la fotosíntesis realizada por las plantas durante las horas de iluminación.

Cabe destacar que la mayoría del oxígeno llega por la primera vía, mientras que la de fotosíntesis se convierte en secundaria. La realidad es que cuanto mayor sea el área o superficie de contacto entre el agua y el aire, mayor será el intercambio de oxígeno. Esto demuestra que un acuario por ejemplo no es un sistema completamente cerrado. De hecho, si la demanda de oxígeno de peces, plantas y bacterias no supera la capacidad de absorción de la superficie de la pecera, el aireador no es necesario. Incluso su función en el filtrado biológico  puede sustituirse con una pequeña bomba interna.

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FACTORES QUE ALTERAN EL NIVEL DE OXÍGENOLos peces de aguas muy cálidas son los menos beneficiados por dicha condición, ya que uno de los principales factores que influye en la concentración de oxígeno en el agua es la temperatura.

Existe una relación inversamente proporcional, o sea que, a mayor temperatura menor concentración de oxígeno en el agua. Esto se debe a que al elevarse la temperatura, la solubilidad del gas disminuye, luego, se desprende con mayor facilidad.

Otro factor de incidencia es la presión atmosférica. En este caso, la relación es directamente proporcional; a mayor presión mayor concentración de oxígeno. También es factor la iluminación del acuario. De ella dependerá la cantidad de fotosíntesis realizada por las plantas, y por supuesto, la cantidad de oxígeno resultante de dicho proceso. Pero no solo las plantas se ven afectadas por la iluminación, ya que influye también sobre los procesos de descomposición de sustancias orgánicas, llevado a cabo por las bacterias aeróbicas.

FACTORES FÍSICOS QUE AFECTAN AL NIVEL DE OXÍGENO DISUELTO

Alta temperaturaCuando aumenta la temperatura del agua, se reduce su capacidad de disolver oxígeno.

Baja temperaturaCuando baja la temperatura del agua, se incrementa su capacidad de disolver oxígeno.

Otros elementos disueltosLa presencia de otros elementos disueltos en el agua del estanque o acuario también afectará negativamente al nivel de oxígeno. Ello incluye la mayoría de tratamientos para el estanque o acuario, así como también la sal. Razón de más para oxigenar bien durante cualquier tratamiento.

Nivel de saturaciónCuando la temperatura baja, el agua disuelve más oxígeno. Por el contrario, con temperaturas altas el agua solo puede retener niveles bajos de oxígeno disuelto.Por ejemplo, a 10ºC el nivel aproximado de saturación del agua es de 11,3mg/l, mientras que a 20ºC será de 9,2mg/l.

La actividad biológicaEn el caso de las aguas naturales superficiales, tales como lagos, lagunas, ríos, entre otros, el oxígeno proviene de los organismos vegetales que contienen clorofila o cualquier otro pigmento capaz de efectuar la fotosíntesis.

Los pigmentos facultan a las plantas, tanto inferiores como superiores a utilizar la energía radiante del sol y convertir el

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Dióxido de Carbono (CO2) en compuestos orgánicos.

La energía lumínica procedente del sol, permite que el agua y el Dióxido de Carbono (como única fuente de carbono) reaccionen para producir un azúcar simple (glucosa), desprendiéndose oxígeno como subproducto.

Por la noche, cuando no hay luz para producir la fotosíntesis, las plantas consumen el oxígeno en la respiración. La respiración también tiene lugar en presencia de la luz solar; sin embargo, la reacción neta es la producción de oxígeno.

La turbulencia de la corriente También puede aumentar los niveles de OD debido a que el aire queda atrapado bajo el agua que se mueve rápidamente y el oxígeno del aire se disolverá en el agua.

Una diferencia en los niveles de OD puede detectarse en el sitio de la prueba si se hace la prueba temprano en la mañana cuando el agua está fría y luego se repite en la tarde en un día soleado cuando la temperatura del agua haya subido. Una diferencia en los niveles de OD también puede verse entre las temperaturas del agua en el invierno y las temperaturas del agua en el verano. Asimismo, una diferencia en los niveles de OD puede ser aparente a diferentes profundidades del agua si hay un cambio significativo en la temperatura del agua.Los niveles de oxígeno disuelto típicamente pueden variar de 0 - 18 partes por millón (ppm) o (mg/L) aunque la mayoría de los ríos y riachuelos requieren un mínimo de 5 - 6 ppm para soportar una diversidad de vida acuática. Además, los niveles de OD a veces se expresan en términos de Porcentaje de Saturación. Sin embargo para esta práctica los resultados se reportarán en ppm.

LINEAMIENTOS PARA LA CALIDAD DEL AGUA SEGÚN LA OMS

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4,1 - 7,9 Aceptable8,0 - 12,0 Buena

Nivel de OD (ppm)

Mala Algunas poblaciones de peces y macroinvertebrados empezarán a bajar.

Repita la prueba El agua puede airearse artificialmente.

Calidad del Agua

0,0 - 4,0

12,0 +

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En general, un nivel de oxígeno disuelto de 9-10 ppm se considera muy bueno. A niveles de 4 ppm o menos, algunas poblaciones de peces y macroinvertebrados (por ejemplo, la corvina, la trucha, el salmón, las ninfas de la mosca de mayo, las ninfas de la mosca de las piedras y las larvas de frigáneas) empezarán a morir. Otros organismos tienen mayor capacidad de supervivencia en agua con niveles bajos de oxígeno disuelto (por ejemplo, los gusanos de lodo y las sanguijuelas). Los niveles bajos de OD pueden encontrarse en áreas donde el material orgánico (plantas muertas y materia animal) está en descomposición. Las bacterias requieren oxígeno para descomponer desechos orgánicos y, por lo tanto, despojan el agua de oxígeno.Las áreas cercanas a las descargas de aguas negras a veces tienen niveles bajos de OD debido a este efecto. Los niveles de OD también son bajos en aguas tibias que se mueven despacio.

FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA REDUCCIÓN DE OXÍGENO EN EL AGUA NATURAL

Temperaturas muy elevadas de agua y mucha humedad ambiental. Alta densidad de población de peces. Exceso de residuos orgánicos en el estanque o acuario, ya que tales

residuos consumen cantidades sustanciales de oxígeno al descomponerse.

Gran cantidad de plantas sumergidas y de algas, ya que las mismas consumen oxígeno por la noche (fotosíntesis).

Utilización de tratamientos o medicamentos basados en formalina. Utilización de agentes para neutralizar el cloro del agua. Bacterias aerobias.

MATERIALES Y REACTIVOSREACTIVOS Y SOLUCIONES PARA DEJAR LA MUESTRA EN DEFICIT DE O.D.

Bisulfito de sodio.Na2SO3. Cloruro de cobalto, CoCl2. Agua destilada.

REACTIVOS Y SOLUCIONES PARA LA DETERMINACION DE O.D. Acido sulfúrico concentrado (36N) Solución de nitruro-yoduro. Solución de sulfato manganoso. Solución de tiosulfato de sodio.

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Solución indicadora de almidón. Agua destilada.

EQUIPO PARA LA DETERMINACION DEL PH Y DE LA TEMPERATURA

El potenciómetro consiste en: Electrodo de referencia. Electrodo indicador. Sistema de medición.

PROCEDIMIENTO

DEFICIT DE O.D Mida el oxigeno disuelto de la muestra de agua contenida en el

recipiente. Asi mismo determine la temperatura y el volumen de agua contenida.

Agregue al recipiente el catalizador cloruro de cobalto en razón de 10 miligramos por litro de agua contenida.

Agregue una cantidad tal de bisulfito de sodio en razón de 80 miligramos por litro de agua contenida en el recipiente.

Agite el recipiente con una baqueta para producir la mezcla instantánea y completa.

Mida el oxigeno disuelto para verificar que realmente es cero. Evitando generar turbulencia en el liquido, tome muestras a las 9am,

12am, 4pm y 8 pm. Esto deberá continuarse durante los días siguientes y deberá programarse para que los alumnos evalúen el OD durante dias.

OXIGENO DISUELTO

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Agitar la muestra

Echar 300 ml de la muestra en un frasco de boca esmerilada. Llenar al ras y tapar.

Añadir 2 ml de MnSO4 y 2ml de IN3

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Anote el gasto en ml

Color inicial

POTENCIAL DE HIDROGENO Y TEMPERATURAMedimos la actividad de iones H+ con el potenciómetro, para ello se introduce una célula electroquímica con un electrodo indicador y otro de referencia, sumergidos en la muestra de agua problema, para generar una diferencia de potencial, que es registrada por el sistema de Medición donde se transforma a la escala de pH.

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Con O2. Continuar

Sin O2. Terminar el análisis

Añadir 2 ml de H2SO418 M

Esperar que sedimente y tapar. Luego enjuagar con agua para retirar los restos del ácido

Esperar que sedimente y luego agite. Repetir 3 veces este paso. Agregar 203 ml

de la muestra a un frasco

volumétrico.Vaciar el contenido de la fiola a un matraz. Agregar almidón.

Titular con NaSO4 hasta que vuelva a su coloración inicial

El potenciómetro además de indicar el PH también mide la temperatura.

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RESULTADOS

Volumen del estanque con agua

Largo: 65cm Ancho: 64cm Altura: 17cm

Masa de Bisulfito de Sodio

Masa de Cloruro Cobaltoso

El nivel de oxígeno disuelto obtenible en un estanque artificial con agua, expuesto a condicionantes físico naturales, varió de la siguiente forma:

El jueves 1 de Mayo fue feriado y la semana siguiente fue semana de examenes parciales por eso no se hizo el monitoreo correspondiente.

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V muestra=65x 64 x17 cm3

V muestra=70720 cm3

MNa 2SO3=70,72L x 80mgLx 1g

1000mg=5.657g

MCoCl2=70,72 Lx 10mgLx 1g

1000mg=0.707 g

OD PH / T Obs. OD PH / T Obs. OD PH / T Obs.

9am12am4pm8pm

Horario25-abr

Lunes28-abr

Jueves24-abr

Viernes

OD PH / T Obs. OD PH / T Obs. OD PH / T Obs.

9am12am4pm8pm

30-abr 12-mayHorario LunesMartes

29-abrMiércoles

9am12am4pm8pm

Miércoles14-may

Jueves15-mayHorario

Martes13-may

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CONCLUSIONES

Concluimos que efectivamente hubo una oxigenacion natural, en el periodo en que el agua del estanque estuvo expuesta a condiciones naturales, esto se evidencia en el incremento del oxigeno disuelto en el agua.

Al observar la variacion del oxigeno respecto de la temperatura podemos concluir que al contrario de otras sustancias solubles al agua, el oxígeno es menos soluble cuando se incrementa la temperatura.

Otra explicacion para la disminucion del oxigeno disuelto, que aparentemente seria inconsistente con la oxigenacion natural que deberia incrementar el OD, es que el estanque se encontro tapado, lo cual disminuiria la cantidad de aire en contacto con la superficie libre del agua.

Aunque al inicio el agua estaba limpia, al transcurrir los dias, su aparencia comenzo a cambiar y a evidenciarse su contaminacion como resultado de su exposicion al ambiente, esto pudo haber generado la presencia de microorganismos, que a su vez demandasen oxigeno disuelto para su desarrollo y crecimiento. Disminuyendo asi su concentracion.

RECOMENDACIONES Se debe monitorear constantemente (3 a 4 veces por día) , para fines

de garantizar el monitoreo de las fluctuaciones del oxigeno disuelto, de la temperatura y del potencial de hidrogeno.

Al sacar la muestra para medir el OD se debe procurar no generar turbulencia en la muestra, y considerar los metodos para una toma de muestra correcta, como es enjuagar los frascos esmerilados con el agua problema antes de ser llenados.

Aunque las masas de Bisulfito de Sodio y Cloruro cobaltoso debieron ser de 5.657g y 0.8g respectivamente, es recomendable agregarle una cantidad mayor a la muestra, debido a que los reactivos no estan en buenas condiciones, de esta forma aseguramos que la muestra logre el deficit de oxigeno que requerimos. Por tanto la masa de Bisulfito de Sodio que agregamos fue de 6g y 0.8g en el caso del Cloruro de Cobalto.

Despues de medir los parametros, asegurarse de cerrar bien la manguera , para evitar fugas.

Colocar un letrero en un lugar visible que diga: NO TOCAR, para evitar asi errores en los resultados.

Es preferible diluir el bisulfito de sodio y el cloruro de cobalto en recipientes con agua destilada antes de agregarlos al estanque, para asegurarnos de que se diluyan completamente.

Los materiales empleados en la medicion del O.D deben ser lavados adecuadamente para evitar contaminar los reactivos y obtener asi un resultado preciso.

ANEXOS

REQUERIMIENTO MÍNIMO DE OXÍGENO PARA PECES (MG/L)

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La tabla muestra que cuando aumenta la temperatura del agua, disminuye la diferencia entre el nivel máximo de oxígeno disuelto y la demanda mínima requerida por los peces. Hay que tener en cuenta que en condiciones de escasez de oxígeno (hipoxia) los peces grandes padecen más, ya que su demanda de oxígeno es superior. Con altas temperatura es importante que el sistema esté bien oxigenado, en especial por la noche, que es cuando las plantas dejan de producir oxígeno y consumen el del agua.

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Temperatura del agua

Máximo disponible

Mínimo requerido

05°C 12.8 mg/l 9.1 mg/l10°C 11.3 mg/l 8.8 mg/l15°C 10.2 mg/l 8.3 mg/l20°C 9.2 mg/l 7.8 mg/l25°C 8.2 mg/l 7.5 mg/l30°C 7.4 mg/l 6.9 mg/l

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