Caracterizacion, monitoreo y evaluacion de la lluvia acida

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

FACULTAD DE CIENCIAS

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Trabajo de investigación monográfico:

“Características, monitoreo y evaluación de la lluvia ácida”

ALUMNOS:

Bravo Salas, Miguel Adrián

Chafloque Roxana

PROFESOR:

Sergio Pacsi Valdivia

La Molina, 6 de Octubre del 2016

1. Introducción

Los efectos de la lluvia ácida se pueden observar de manera cotidiana ya sea en áreas urbanas o áreas agrícolas. Muchas veces los pasamos por alto, sin considerar que con el tiempo y la frecuencia de lluvias, el daño se va acumulando.

Ya se han visto casos en los que daños a cultivos, enfermedades de plantas,  pérdida de suelos, daño a estructuras arquitectónicas e incluso daños a la salud humana; que han sido atribuidos a los efectos de la lluvia ácida.

Mucha gente ignora la forma en la que la lluvia ácida puede afectar a una población o comunidad. La literatura sin embargo menciona que la lluvia ácida puede matar directamente plantas y lixiviar nutrientes en el suelo, afectando así la bioproducción local e industrial. En la zona urbana la preocupación se ve más por el lado de la conservación de monumentos y edificaciones, no obstante se han reportado casos de reacciones de la piel de ciertos individuos sensibles a la acidez.

Es por todo ello, que el monitoreo de la lluvia ácida es muy importante. Se ha tomado mucho a las emisiones de gases como SOx y NOx de la industria como principal fuente contaminante del agua natural atmosférica, que eventualmente se convertirá en precipitación ácida.

Es necesario también entender la relación entre ciertos parámetros fisicoquímicos del agua y su grado de acidez para poder identificar las fuentes puntuales de contaminación, por lo que diversos métodos están siendo investigados para caracterizar y monitorear la lluvia ácida. Métodos que van desde lo pasivo hasta lo automatizado; desde el análisis directo de agua de lluvia hasta análisis de suelos, etc.

1. Objetivos

Objetivo Principal

• Plantear y comparar metodologías para determinar diferentes parámetros fisicoquímicos de la lluvia ácida

Objetivos específicos

• Establecer los principales parámetros a medir en el agua de lluvia
• Describir diferentes métodos y equipos para el muestreo del agua de lluvia
• Compara resultados de las diferentes metodologías de monitoreo

1. Materiales y métodos

Materiales:

• Laptop
• Office Software 2010
• 4 proyectos de tesis y 4 artículos científicos sobre la evaluación de lluvia ácida
• 1 Informe de monitoreo de lluvias ácidas

Métodos

El presente informe es un trabajo monográfico. Se recopilará información de manera directa de los estudios a trabajar (4 tesis y 4 artículos científicos).

De ellos, en la sección de resultados, se resumirán las metodologías y especificaciones que se utilizaron para el desarrollo de cada proyecto. Dichas metodologías serán correspondientes a nuestro tema de características, monitoreo y evaluación de lluvia ácida.

En discusiones, se compararán los puntos clave que cada grupo de estudios tiene en común, contrastando las diferencias que den cierta ventaja o desventaja a un estudio del otro y evaluando que puntos que faltaron en cierto estudio con respecto del otro.

4. Resultados

4.1 Características de la lluvia ácida

Para entender lo que es la lluvia ácida, primero se debe entender los conceptos de deposición seca y deposición húmeda. Según Alarcón (2012) la deposición húmeda y la deposición seca son dos procesos que gobiernan la transferencia de sustancias suspendidas en la atmósfera hacia la superficie. Si descienden al suelo y aguas superficiales por acción del viento o por acción de la fuerza de gravedad, se denomina depósito seco; mientras que, si desciende por efecto de algún tipo de precipitación meteorológica se denomina depósito húmedo (lluvia, niebla, nieve o granizo).

La Agencia de Protección Ambiental (EPA) define la lluvia ácida como una descripción de las varias maneras en que los ácidos se desprenden de la atmósfera. Un término más preciso es la deposición ácida, la cual tiene dos partes: húmeda y seca. La depositación húmeda se refiere a lluvia, niebla, y nieve ácida. A medida que el agua ácida fluye por encima y a través de la tierra, afecta a una variedad de plantas y animales. La magnitud de los efectos depende del grado de acidez del agua, de la química y la capacidad de amortiguación del suelo envuelto, y de los tipos de peces y árboles.

Según Caucalí e Ibarra (2008), lluvia ácida es la precipitación que contiene ácido sulfúrico y nítrico, procedentes de las emisiones de óxido de azufre y nitrógeno, generados en procesos de combustión, que reacciona con el agua lluvia. Este término habitualmente es usado para todo depósito de componentes ácidos en la lluvia, granizo, niebla o nieve.

De manera específica podemos hablar de la lluvia ácida en término de pH. No obstante, se debe recordar que el agua atmosférica presenta de por sí una acidez natural, resultante de la interacción del agua con el CO2 y otros gases atmosféricos. Por ello la simple definición de solución ácida, aquella con pH menor a 7, no es correcta.

Por convención se tiene que la lluvia ácida es toda aquella precipitación que presenta un pH menor a 5.6. Cabe recalcar que la lluvia ácida puede darse por causas naturales, sin embargo son las causas antropogénicas las de mayor influencia, además la precipitación de lluvia ácida origina daños en cultivos y personas por lo que sí se le puede considerar contaminada.

Según el IDEAM se clasifica en:

• Lluvia no ácida: pH > 5.6
• Lluvia ligeramente ácida: 4.7 < pH ≤ 5.6
• Lluvia medianamente ácida: 4.3 < pH ≤ 4.7
• Lluvia fuertemente ácida: pH ≤ 4.3

Según Alarcón (2012), el incremento de acidez en la lluvia, se debe a la presencia de ácidos fuertes: el ácido sulfúrico (H2SO4) y el ácido nítrico (HNO3), que resultan de la mezcla de la humedad atmosférica con derivados del azufre y del nitrógeno, tales como el dióxido de azufre (SO2) y los óxidos de nitrógeno (NOx) que son conocidos como sus precursores.

Por lo tanto el monitoreo y medición de lluvia ácida debe tener en cuenta todos estos parámetros básicos mencionados, desde acidez hasta contenido iónico; ésto no sólo para su caracterización, sino para también concluir posteriormente en información vital, como la procedencia o fuente de contaminación.

Según Caucalí e Ibarra (2008), los parámetros principales a medir en un monitoreo de lluvia ácida son el pH, concentración de iones nitrato, concentración de iones sulfato y acidez total.

4.2 Monitoreo de la lluvia ácida

• En el estudio: Influencia de los contaminantes SO2 y NO2 en la formación de lluvia ácida en la zona metropolitana de Guadalajara, Jalisco, México del año 2006,  se realizó un estudio para determinar la concentración de contaminantes depositados por agua de lluvia y para tal efecto, el monitoreo de la lluvia durante el período 1994-2002 se realizó mediante la implementación de una Red Pluviométrica distribuida estratégicamente en la ZMG. Esta red incorporó 17 estaciones de muestreo localizadas geográficamente (Tabla 1, Figura 2). Para el estudio de los contaminantes SO2 y NO2 se utilizó la información del banco de datos de las 8 estaciones de la Red Automática de Monitoreo Atmosférico (RAMA) (Figura 2) proporcionados por la Secretaria del Medio Ambiente para el Desarrollo Sustentable de Jalisco, México (SEMADES). La serie de datos comprende registros horarios de los contaminantes SO2 y NO2.

Los pluviómetros utilizados para los muestreos corresponden a especificaciones estándar internacionales para este tipo de monitoreo, constituidos por una botella de polietileno de alta densidad conectada con un tubo a un embudo de 25 cm. de diámetro (ambos de teflón) y soportado a una altura mínima de 1.50 m con la finalidad de evitar interferencias (Figura 3). La recolección se realizó en horas posteriores al evento de lluvia en frascos de polietileno de alta densidad. Una vez desocupados los pluviómetros fueron lavados y enjuagados cuidadosamente con agua desionizada para ser reutilizados. Las muestras fueron analizadas en un tiempo no mayor de 24 horas después del evento lluvioso.

Las técnicas analíticas empleadas fueron, a) método potenciométrico para la determinación de pH y b) la norma ISO 10304-1:1992 Water quality - Determination of dissolved fluoride, chloride, nitrite, orthophosphate, bromide, nitrate and sulfate ions, using liquid chromatography of ions- Part 1: Method for water with low contamination, para la evaluación de SO42-, NO3- y Cl-. Estas técnicas fueron tomadas del MANUAL FOR THE GAW PRECIPITATION CHEMISTRY PROGRAMME Guidelines, Data Quality Objectives and Standard Operating Procedures de la Organización Meteorológica Mundial (WMO 2004). Durante el periodo de monitoreo se realizaron 10 259 determinaciones. El análisis de las muestras se realizó en el laboratorio de química del IAM-UdeG. Los parámetros pH, SO42-y Cl fueron analizados durante los meses de junio a septiembre en el período 1994-2002 y NO3- fue analizado en 1999, 2000 y 2002.

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