La clase de quinto A: abril 2019

Para la salida que vamos a realizar el día 24 tenemos que tener claro ciertos conceptos que son nuevos para nosotros y nosotras y que están vinculados a la actividad que vamos a llevar a cabo. Os voy a dejar aquí información sobre dichos conceptos y, tranquilamente, estos días leéis un poquito sobre ellos. Vienen palabras complicadas; no quiero que os aprendáis nada; solo que conozcáis algo al respecto. El día 23, en clase, los comentaremos.

2. Oxígeno disuelto

2.1. ¿Qué es el oxígeno disuelto?

El Oxígeno Disuelto (OD) es la cantidad de oxígeno gaseoso que está disuelto en el agua. El oxígeno libre es fundamental para la vida de los peces y otros organismos vivos, por eso, desde siempre, se ha considerado como un indicador de la capacidad de un río para mantener la vida acuática.

2.2. Causas del oxígeno disuelto en el agua

La concentración de este elemento es el resultado del oxígeno que entra en el sistema y el que se consume por los organismos vivos. La entrada de oxígeno en el agua procede de muchas fuentes, pero la principal es el oxígeno absorbido de la atmósfera. Otra fuente de oxígeno son las plantas acuáticas que durante la fotosíntesis absorben dióxido de carbono y lo reemplazan por oxígeno.

El oxígeno de la atmósfera se disuelve con facilidad en el agua hasta que ésta se satura. Una vez disuelto en el agua, el oxígeno se difunde muy lentamente y su distribución depende del movimiento del agua. Las plantas acuáticas, las algas y el fitoplancton, producen también oxígeno como un subproducto del proceso de fotosíntesis. La absorción de oxígeno del aire es un fenómeno natural y continuo, de modo que continuamente existe intercambio de oxígeno entre el agua y el aire. La dirección y velocidad de este movimiento depende del contacto entre ambos. Normalmente en las aguas turbulentas, como un torrente de montaña o un lago con oleaje, la absorción del oxígeno es grande, ya que la mayor parte de la superficie del agua está expuesta al aire.

Por el contrario, las aguas estancadas retienen y absorben menos oxígeno.

También las plantas tienen un papel importante en el aumento del oxígeno en las aguas y su influencia se debe a la función fotosintética. Durante el día, con ayuda de la luz solar, las plantas captan constantemente dióxido de carbono del aire y lo convierten en oxígeno e hidratos de carbono. Por la noche se produce el fenómeno contrario, se consume oxígeno y producen dióxido de carbono.

Finalmente, el nivel de oxígeno de un sistema acuoso no depende sólo de la producción y el consumo. Hay otros factores que contribuyen a determinar el nivel potencial de oxígeno, por ejemplo, la salinidad del agua, el agua dulce puede contener más oxígeno que la salobre. La temperatura influye en el contenido porque el agua fría puede contener más oxígeno que la caliente.

La altitud a la que se encuentra una masa de agua determina la presión atmosférica ya que a mayor presión atmosférica más oxígeno contendrá el agua, esto significa que las aguas en zonas de montaña pueden disolver menos oxígeno.

2.3. ¿Por qué es importante conocer el oxígeno disuelto?

El oxígeno disuelto es muy importante para los ecosistemas acuáticos, cuando su concentración es alta, es más probable que el entorno sea sano y estable, ya que permite mantener la diversidad de los organismos acuáticos.

En concreto, el oxígeno es el responsable de que se produzcan dos fenómenos imprescindibles para mantener un ecosistema vivo, que son la respiración de los seres vivos y la descomposición de la materia orgánica cuando muere.

La respiración es vital para los peces, los invertebrados, las plantas y las bacterias aeróbicas para lo que es imprescindible el oxígeno.

Además es importante que se produzca la descomposición de las plantas y animales cuando mueren. Esta descomposición se realiza a través del oxígeno en sí mismo, gracias a su capacidad oxidante y mediante bacterias y hongos que necesitan oxígeno para consumir y degradar los desechos de los seres vivos.

2.4. ¿Cómo medir el oxígeno disuelto?

1. Sumerge el tubo pequeño en la muestra de agua. Saca con cuidado el tubo de la muestra, manteniéndolo lleno hasta arriba.

2. Echa en el tubo dos pastillas TesTabs® para medir el oxígeno disuelto.

3. Cierra el tubo con la tapa negra. Asegúrate de que no queden burbujas en la muestra.

4. Disuelve las pastillas agitando el tubo.

5. Espera 5 minutos hasta que la muestra de agua tome color.

6. Compara el color de la muestra con la carta de colores para el oxígeno disuelto. Anota el resultado como ppm de oxígeno disuelto.

2.5. Interpretación de los resultados de oxígeno disuelto

La pastilla suministrada con el kit te permite calcular la cantidad de oxígeno en “ppm”. Esta unidad significa partes por millón y equivale a miligramos por litro (mg/L).

Para conocer si el valor de oxígeno es adecuado se puede decir que, si la concentración es:

— 5 a 6 ppm hay oxígeno suficiente para la mayor parte de las especies.

— Menor que 3 ppm, es dañino para la mayor parte de las especies.

— Menor que 2 ppm, es fatal para la mayor parte de las especies.

Cuando la concentración de oxígeno es baja, por ejemplo inferior a 3 ppm, el ecosistema experimenta hipoxia y si es cercana a cero se llama anoxia.

3. pH

3.1. ¿Qué es el pH?

El pH es una medida que indica la acidez del agua. El rango varía de 0 a 14, siendo 7 el rango promedio (rango neutral). Un pH menor a 7 indica acidez, mientras que un pH mayor a 7, indica que el agua es básica.

En realidad, el pH es una medición de la cantidad relativa de iones de hidrógeno e hidróxido en el agua. Si el agua contiene más iones de hidrógeno tiene una acidez mayor, mientras que agua que contiene más iones de hidróxido indica un rango básico. El pH es en realidad el logaritmo de la actividad o concentración molar de los iones Hidrógeno (H+ ó hidronio H3O+): pH = -log [H+].

Sustancia/Disolución pH

Jugo gástrico 1,5

Agua pura 7

Zumo de limón 2,4

Saliva humana 6,5 a 7,4

Refresco de cola 2,5

Sangre 7,35 a 7,45

Vinagre 2,9

Agua de mar 8

Zumo de naranja o manzana 3

Jabón de manos 9,0 a 10,0

Cerveza 4,5

Amoníaco 11,5

Café 5

Hidróxido sódico 13,5

Lluvia ácida < 5,6

Saliva 4,5 a 5,7

Orina 5,5 a 6,5

Leche 6,5

3.2. Causas del pH del agua

El pH se puede ver afectado por la sedimentación atmosférica (o la lluvia ácida), los vertidos de aguas residuales, los drenajes de las minas y el tipo de rocas que forman el lecho de la masa de agua estudiada.

Las industrias y los vehículos con motor emiten óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre al ambiente. Cuando estas emisiones se combinan con vapor de agua en la atmósfera, forman ácidos. Estos ácidos se acumulan en las nubes y caen a la tierra como lluvia ácida o nieve ácida. La lluvia ácida daña los árboles, cosechas y edificios. Puede formar lagos y ríos tan ácidos que los peces y otros organismos acuáticos no puedan sobrevivir en ellos.

3.3. ¿Por qué es importante conocer el pH?

La mayoría de las plantas y animales acuáticos prefieren vivir en un intervalo de pH entre 6,0 y 8,0. Los animales y plantas se han adaptado a un pH específico, y si el pH del agua se sale de estos límites podrían morir, dejar de reproducirse o emigrar. Un pH bajo también puede hacer que los compuestos tóxicos sean más perjudiciales porque llegan más fácilmente a las plantas y los animales acuáticos.

3.4. ¿Cómo medir el pH?

1. Llena el tubo de prueba hasta la línea de 10 mL con la muestra de agua.

2. Echa una pastilla TesTabs® para medir el pH.

3. Tapa el recipiente y mezcla su contenido agitándolo varias veces hasta que se disuelva.

4. Compara el color de la muestra con la carta de colores del pH. Anota el resultado en la casilla del pH de la hoja de datos.

3.5. Interpretación de los resultados del pH

Menos de 5,5 Mala: Es muy ácida, a los peces y otros organismos les será casi imposible sobrevivir

5,5 - 5,9 Aceptable

6,0 - 6,4 Buena

6,5 - 7,5 Excelente

7,6 - 8,0 Buena

8,1 - 8,5 Aceptable

Más de 8,6 Mala: Es muy alcalina y a los peces y otros organismos les puede ser casi imposible sobrevivir

6. Turbidez

6.1. ¿Qué es la turbidez?

La turbidez es la falta de transparencia del agua, debida a la presencia de partículas en suspensión. Cuantos más sólidos en suspensión haya en el agua, más sucia parece y el valor de turbidez es más alto. Para el desarrollo de las plantas y animales acuáticos, es mejor que el agua sea lo mas transparente posible, aunque un agua turbia no significa necesariamente que esté contaminada, ya que la turbidez puede estar ocasionada por fenómenos naturales, por ejemplo la presencia de arcillas o limos procedentes de la erosión de los terrenos de alrededor o bien la descomposición de la vegetación de ribera.

6.2. Causas de la turbidez del agua

La turbidez puede estar ocasionada por partículas vivas que habitan en el agua, por ejemplo el fitoplancton. También, los materiales procedentes de la descomposición de los seres vivos causan turbidez, por ejemplo, los restos de plantas, hojas, ramas, etc. Finalmente, partículas inertes de naturaleza inorgánica, como son arcillas y limos reducen la transparencia del agua.

El aporte de estas partículas, especialmente las inorgánicas, puede deberse al arrastre de sedimentos procedentes de la erosión de los terrenos situados en la cuenca de drenaje o bien de la resuspensión de los sedimentos del fondo del río o lago. Con frecuencia, el fenómeno de resuspensión se debe a peces que se alimentan por el fondo y los revuelven, como por ejemplo la carpa.

Finalmente, los vertidos de aguas residuales o los procedentes de escorrentías (agua de lluvia que circula libremente sobre la superficie de un terreno) urbanas pueden aumentar la turbidez.

6.3. ¿Por qué es importante medir la turbidez?

Las partículas suspendidas en el agua absorben calor de la luz del sol, haciendo que las aguas turbias se vuelvan más calientes, y reduciendo así la concentración de oxígeno disuelto en el agua (el oxígeno se disuelve mejor en el agua más fría).

Las partículas en suspensión dispersan la luz, impidiendo la actividad fotosintética de las plantas y algas, y contribuyen a bajar la concentración de oxígeno más aún.

6.4. ¿Cómo medir la turbidez?

Para realizar la prueba de turbidez se utiliza el recipiente del kit

1. Llena el recipiente hasta la línea de turbidez situada en la etiqueta externa del recipiente.

2. Mantén el gráfico de turbidez en el borde superior del tarro. Mirando hacia el interior del tarro, compara el aspecto del dibujo del disco Secchi del recipiente con el del gráfico.

6.5. Interpretación de resultados de turbidez

Los resultados se expresan en “Unidades de Turbidez Jackson” (Jackson Turbidity Unit-JTU). Esta unidad es antigua y fue la primera que existió para medir la turbidez, actualmente casi no se usa, pero para nuestro análisis es muy sencilla y fiable.

Normalmente la turbidez se expresa en unidades nefelométricas de turbidez (NTU). La equivalencia entre ambas unidades es elevada de modo que ambas unidades son prácticamente intercambiables, por ejemplo, 40 JTU son aproximadamente igual a 40 NTU.

En la tabla de comparación de resultados tenemos tres posibles resultados: 0 JTU, 40 JTU y 100 JTU.

Cuanto menor sea el valor de turbidez mayor es la transparencia del agua.

Si la turbidez del agua es alta (superior a 40 JTU), habrá muchas partículas suspendidas en ella. Estas partículas sólidas bloquearán la luz solar y evitarán que las plantas acuáticas obtengan la luz que necesitan para realizar la fotosíntesis. Las plantas producirán menos oxígeno y con ello bajarán los niveles de oxígeno disuelto en el agua. Las plantas morirán más fácilmente y serán descompuestas por las bacterias en el agua, lo que reducirá todavía más los niveles de oxígeno disuelto.

Las partículas suspendidas en el agua también absorberán calor de la luz solar, lo que ocasiona que el agua esté más caliente y por lo tanto con menor capacidad de retener oxígeno.

Las partículas suspendidas también son destructivas para muchos organismos acuáticos tales como los macroinvertebrados acuáticos. Pueden obstruir las branquias de los peces e interferir con su habilidad para encontrar alimento. También pueden enterrar a las criaturas que viven en el fondo y los huevos. Finalmente, las partículas en suspensión pueden transportar contaminantes en el agua.

7. Temperatura

7.1. ¿Qué es la temperatura?

La temperatura es un parámetro físico que permite medir las sensaciones de calor y frío. Desde un punto de vista microscópico, la temperatura se considera una representación de la energía cinética interna media de las moléculas que integran el cuerpo estudiado, en este caso el agua. Esta energía cinética se manifiesta en forma de agitación térmica, que resulta de la colisión entre las moléculas que forman el agua.

Los animales y plantas acuáticas son sensibles a los cambios de temperatura del agua y requieren que ésta se mantenga dentro de un intervalo determinado para poder sobrevivir y reproducirse. Si la temperatura del agua permanece fuera de este intervalo durante mucho tiempo, los organismos quedarán expuestos a unas condiciones inadecuadas y morirán. La temperatura también afecta a la cantidad de oxígeno que puede transportar el agua. El agua fría transporta más oxígeno que la caliente, y todos los animales acuáticos necesitan oxígeno para sobrevivir. La temperatura también influye en la fotosíntesis de las plantas acuáticas y en la sensibilidad de los organismos frente a los residuos tóxicos, los parásitos y las enfermedades.

7.2. Causas de los cambios bruscos en la temperatura del agua

Los aumentos repentinos en la temperatura pueden ser ocasionados por contaminación térmica, por ejemplo con los vertidos de agua caliente proveniente de plantas industriales, especialmente el vertido de las aguas de refrigeración. También calienta el agua la tala de árboles y de la vegetación de las orillas ya que disminuyen las zonas de sombra. Finalmente, el agua procedente de la escorrentía (agua de lluvia que circula libremente sobre la superficie de un terreno) de calles urbanas puede provocar cambios de temperatura capaces de amenazar el equilibrio de los ecosistemas acuáticos.

7.3. ¿Por qué es importante conocer la temperatura del agua?

Es importante conocer la temperatura del agua porque puede ayudar a predecir y confirmar otras condiciones del agua. Por ejemplo, la temperatura del agua tiene influencia directa en otros factores de la calidad del agua tales como el oxígeno disuelto (OD), la demanda biológica de oxígeno (DBO) y la supervivencia de algunas especies acuáticas.

La temperatura del agua puede afectar los índices de reproducción de algunas especies acuáticas (animales y vegetales); algunas especies podrían dejar de reproducirse en aguas más calientes de lo habitual. En aguas mas calientes puede aumentar la susceptibilidad de los organismos acuáticos a las enfermedades porque las bacterias y otros organismos que causan enfermedades crecen con más rapidez en aguas cálidas.

Además, los cambios repentinos en la temperatura del agua pueden causar un choque térmico en algunas especies acuáticas y ocasionar la muerte de dichas especies. La contaminación térmica, aunque sea gradual, puede perturbar el balance del ecosistema de tal modo que podría exterminar las especies que no toleran el calor en esa área.

7.4. ¿Cómo medir la temperatura?

Hay dos termómetros pegados en el recipiente blanco, una banda negra para temperaturas superiores a 13ºC y otra más pequeña para temperaturas inferiores a 12 ºC.

1. Usa guantes protectores.

2. Coloca el termómetro a 10 cm por debajo de la superficie del agua durante 30 segundos.

3. Saca el termómetro del agua, lee la temperatura y anótala en el la ficha de datos.

7.5. Interpretación de los resultados de temperatura

En general, cuando la temperatura del agua es más fría, la cantidad de oxígeno disuelto (OD) debe ser más alta y, por lo tanto, el agua podrá soportar la vida acuática (peces y plantas) con más facilidad. Esto se debe a que el oxígeno puede disolverse en agua fría más fácilmente que en el agua tibia. Lo contrario puede esperarse en aguas más tibias.

0. Obtención de las muestras de agua para analizar.

1. Retira la tapa del recipiente de muestreo.

2. Usa guantes protectores. Aclara el frasco 2 ó 3 veces con agua.

3. Sumerge el recipiente con la boca hacia abajo en el agua.

4. Coloca el recipiente de cara a la corriente.

5. Deja que el agua entre en el recipiente durante 30 segundos.

6. Tapa el recipiente por completo cuando aún esté sumergido. Sácalo del agua.

Me han enviado estas recomendaciones para que todos las tengamos presentes.

- Es importante que todos los participantes traigan ropa cómoda y calcetines de repuesto, incluso los docentes que se quieran poner un vadeador (es un traje de pesca) para meterse en el río.

- Recomendamos ropa de repuesto por si alguien se mojara, gorra y protección solar.

- Aunque probablemente haga calor el día de la salida, recomendamos pantalón largo por las picaduras de mosquitos, rozaduras con ortigas, etc

- Realizaremos una parada para almorzar, no hay agua, la tienen que traer.

- Si algún participante tiene prismáticos y/o cronómetro, y lo quiere utilizar durante la actividad, que lo traiga.

El martes, a la vuelta de vacaciones, os las recordaré; pero los que podáis ver esta entrada estos días vais preparando cositas.

Seguid disfrutando mucho de las vacaciones.