¿Qué es la calidad del agua?
¿Alguna vez ha caminado cerca de un estanque y se preguntó si algo cercano estaba muerto o por qué estaba cubierto de algas verdes? Los científicos usan factores de calidad del agua para evaluar la salud de los ecosistemas y tratan de prevenir, o al menos monitorear, problemas que pueden causar situaciones como la proliferación de algas. Las pruebas de calidad del agua son factores químicos que utilizamos para evaluar la salud de un ecosistema. La mayoría de los factores dependen en cierto grado unos de otros y de ciertos factores ambientales, como las estaciones y la temperatura del aire.
pH y calidad del agua
El pH es una medida que analiza la cantidad de iones de hidronio o hidróxido que se forman cuando los sólidos se disuelven en agua. Se usa un logaritmo para convertir el número de iones de hidróxido o hidronio en la escala de pH a la que estamos acostumbrados. Cuanto mayor sea el número de iones hidronio en el agua, menor será el pH o más ácido será. Los niveles más altos de hidróxido elevarán el pH o harán que el agua sea más básica. El pH del agua se puede evaluar fácilmente utilizando una prueba de pH calibrada para las pautas de pruebas de campo de la calidad del agua establecidas por la Agencia de Protección Ambiental (EPA).
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Una gran parte de los peces de agua dulce y otros organismos acuáticos prefieren vivir en agua con un pH entre 6,5 y 8. Los valores de pH de la prueba de campo entre 6.5-8 indicarían que el agua es lo suficientemente saludable como para sustentar algunas especies acuáticas. Cuando el pH cae en los extremos más altos de ácido o básico, puede causar problemas a un ecosistema. Un valor de pH en cada extremo de la escala facilita que los compuestos químicos, incluidos los tóxicos, se disuelvan en el agua y sean absorbidos por cualquier vida acuática que viva en el cuerpo de agua. El pH extremo puede causar estrés a los animales en el ecosistema y, en última instancia, incluso puede afectar la velocidad con la que los organismos nacen y sobreviven hasta la edad adulta.
Incluso pequeños cambios en el pH a veces pueden ser desastrosos para un ecosistema. Pequeños cambios pueden hacer que otros compuestos, como fosfatos y nitratos de fertilizantes, se disuelvan fácilmente en el agua. Estos compuestos permiten que las plantas acuáticas y las algas prosperen inicialmente, pero a medida que prosperan, aumentan la demanda de oxígeno en el agua, lo que puede causar eutrofización , lo que significa que hay abundantes plantas, pero pocos animales pueden sobrevivir.
Oxígeno disuelto
El oxígeno disuelto (OD) es una medida de la cantidad de moléculas de gas oxígeno que se han disuelto en una muestra de agua. Muchos de sus principales consumidores en un ecosistema son organismos como macroinvertebrados y peces que respiran oxígeno a través de las branquias, lo que lo convierte en un factor crítico de calidad del agua.
¿Por qué el punto de ebullición del agua es tan importante para la vida en la Tierra?
Los niveles de oxígeno disuelto en el agua de un ecosistema determinarán en última instancia lo que puede vivir allí:
- 0-2 mg / L no es suficiente oxígeno disuelto para mantener la vida, aparte de las bacterias
- 2-4 mg / L pueden soportar algunos peces, como lucios y pececillos, e insectos acuáticos
- 4-7 mg / L pueden soportar algunos peces de aguas cálidas, como la lubina y la perca, y otros organismos acuáticos como los macroinvertebrados
- 7-11 mg / L es un nivel muy saludable para la mayoría de los peces de agua fría
- Se necesitan más de 11 mg / L para una reproducción saludable de algunos peces de agua fría, como el salmón y la trucha
Hay varios factores que influyen en los niveles de OD en una masa de agua. La altitud y la temperatura del agua influirán en la cantidad de oxígeno que se puede disolver en el agua. La rapidez con que fluye el agua también puede influir en la tasa de oxígeno disuelto, ya que el oxígeno se puede disolver más fácilmente en el agua en movimiento en comparación con el agua estancada.
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Oxígeno bioquímico a pedido (DBO)
El oxígeno bioquímico bajo demanda (DBO) es un factor importante de calidad del agua al evaluar la salud de un ecosistema. Para que los organismos de un ecosistema, como las bacterias, descompongan los desechos orgánicos, necesitan una cierta cantidad de oxígeno. La temperatura también afecta su capacidad para descomponer los desechos. La DBO mide esa cantidad de oxígeno a través de una prueba de laboratorio y generalmente establece la temperatura en 20 grados Celsius.
A diferencia de otras pruebas de calidad del agua, una prueba de DBO es un poco más complicada y requiere más tiempo. Las muestras de agua se almacenan en botellas especiales que bloquean la luz para controlar el hecho de que la luz mata las bacterias. Luego, las botellas se tapan con sensores especiales de oxígeno disuelto (OD). Las botellas se almacenan en una incubadora para que permanezcan a una temperatura constante durante un período de cinco días, midiéndose el nivel de OD al principio y al final de la ventana de prueba. La diferencia representa cuánto oxígeno consumieron las bacterias en el proceso de descomposición de los desechos.
Cuanto mayor es la DBO, más rápido se consume el oxígeno en el proceso de descomposición de los desechos. Esto deja menos OD para otros organismos que lo necesitan para sobrevivir, como macroinvertebrados o peces. La escorrentía que trae las aguas residuales de las plantas de tratamiento de agua, los lotes de alimento para animales o incluso las aguas pluviales urbanas pueden agregar desechos orgánicos a una vía fluvial, lo que resulta en un aumento de DBO.
¿Cómo afecta la Ebullición en la Desalinización del Agua?
Nitratos
Si piensa en la ciencia de la escuela secundaria, probablemente recuerde que el nitrógeno es el elemento más abundante en la atmósfera y representa casi el 80%. Pero, lamentablemente, las plantas no pueden utilizar nitrógeno para crecer. Necesitan nitrógeno en forma de amoníaco, que proviene de los desechos cuando mueren las plantas y los animales. El amoníaco reacciona en el agua para convertirse eventualmente en nitrato .
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Los niveles normales de nitrato no representan un problema para un ecosistema porque son un compuesto importante en el crecimiento de las plantas. Un nivel normal de nitrato en una muestra de agua debe ser de 1 mg / L. Cualquier concentración superior a 10 mg / L puede afectar un ecosistema de agua dulce y es el nivel más alto permitido en el agua potable por los estándares de la EPA.
Los altos niveles de nitrógeno pueden hacer que las algas crezcan rápidamente en un ecosistema acuático y, a medida que mueren, las bacterias consumen oxígeno (DBO) para descomponer sus restos muertos. Esto eventualmente puede conducir a un evento anóxico en el que el agua no tiene suficiente oxígeno disuelto para sustentar la vida animal. Cuando esto sucede, el agua puede volverse blanca y tomar un olor a huevo podrido. También puede causar eutrofización.
Resumen de la lección
Una prueba esencial de la calidad del agua es el pH , que le indica la acidez del agua en un ecosistema. Cuando los niveles de pH caen fuera del rango de aproximadamente 6,5 a 8, los organismos comienzan a morir en un ecosistema. El oxígeno disuelto (OD) es la cantidad de oxígeno que se puede encontrar en un cuerpo de agua y su nivel determina qué organismos acuáticos pueden vivir allí. Está estrechamente relacionado con otro factor, el oxígeno bioquímico a pedido (DBO) , que mide la disponibilidad de oxígeno para las bacterias. Una medida de DBO le dirá qué tan rápido se consume el oxígeno en un ecosistema debido a que las bacterias lo descomponen. Nitratostambién son compuestos orgánicos importantes en un ecosistema cuando se encuentran en el rango apropiado. Las plantas acuáticas necesitan nitratos para crecer, pero los niveles altos de nitratos pueden causar la proliferación de algas, que finalmente pueden dejar la cuenca anóxica .
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