1. Muestreo, Cadena de Custodia
y Análisis de Aguas
Residuales
Presentado por
Ruben Villanueva, REPA, M.Sc.
2do. Simposio y Exhibición Internacional sobre
Producción más Limpia
Hotel Riande Continental, Panamá
23 de julio de 2007
1

2. Por que Muestrear Aguas
Residuales?
Descarga de aguas PTAR
residuales
Agua residual
Extracción de tratada
aguas
subterráneas
Agua Agua
Tratada Superficial
Acuífero Flujo de aguas
subterráneas
Acuitardo
Acuífero
confinado
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3. Contenido
Marco de Referencia
Requisitos Legales
Pasos del Proceso de Muestreo
Plan de Muestreo
Toma de Muestras y Pruebas en
Campo
Identificación de Muestras,
Transporte y Almacenamiento
Aseguramiento de Calidad
Análisis y Reporte de Resultados
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4. Marco de Referencia
Nacional
Reglamento Técnico DGNTI-
COPANIT 24-1999
Reglamento Técnico DGNTI-
COPANIT 35-2000
Reglamento Técnico DGNTI-
COPANIT 39-2000
Internacional
CFR Title 40, Part 403 (Jul 11, 2007)
SOPs/QA Manual of Env.
Investigations-US EPA (Nov 2001)
WW sampling/analysis protocol-
Minister of Env. of Ontario (Ene 1999)
NOMs vigentes – SEMARNAT
Standard Methods for the
Examination of Water and
Wastewater (AWWA y PHA)
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5. Tipos de Descarga de Efluentes
Descarga a Cuerpos de
Agua Superficial y
Subterráneas
Descarga a Sistemas de
Recolección de Aguas
Residuales
Reutilización de las
Aguas Residuales
Tratadas
5

6. Requisitos Legales (Caso Panamá)
Generales
No se acepta la dilución.
Debe regularizarse flujo en
caso de descargas
discontinuas.
No disponer en cuerpos
receptores sedimentos, lodos
y/o sustancias sólidas de
PTARs.
Entregar Reporte Trimestral a
la autoridad. 6

7. Requisitos Legales (Caso Panamá)
Generales
Caudal máx. mensual ≤ 1.5 veces el caudal
medio mensual.
Se debe presentar en forma completa,
cualitativamente y cuantitativamente, el
contenido de los efluentes líquidos para
obtener autorización de descarga.
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8. Requisitos Legales
(Caso República de Panamá)
Descargas prohibidas
Líquidos/materiales explosivos, inflamables
o tóxicos.
Plaguicidas.
Elementos radioactivos.
Residuos biológico-infecciosos.
Efluentes por arriba de los valores máximos
permisibles.
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9. Proceso de Muestreo
A
Desarrollo del plan
de muestreo
Descontaminar Descontaminar
Porque? Que? Como?
Equipo Equipo
Cuando? Donde?
Quién?
Toma de muestras
Preparación para para análisis
muestreo Tomar y etiquetar
Logística, muestras
equipo de Pruebas de campo
muestreo Calibrar equipos
Anotar resultados
Filtrado (si se requiere)
y preservación de
Anotar condiciones muestras
del sitio
Transporte de muestras
A
Analisis de laboratorio
Revisión de
resultados y reporte
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10. Desarrollo del Plan de Muestreo
Objetivo
Asegura que el muestreo sea específico, tenga
metas y sea costo-efectivo.
Que es?
Detalla acciones, responsabilidades y tiempos.
Elementos a considerar
Frecuencia y Método de
Duración del Puntos de
patrón de Parámetros muestreo Responsables
muestreo muestreo
muestreo (i.e. simple)
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11. Preparados para muestrear?
Logística
Revisar plan
Informar a interesados
Cómo? Cuando?
Revisar planos y puntos de
muestreo (orden de muestreo)
Checar equipo de muestreo
Llenar formatos y otros papeles
de campo (i.e. etiquetas)
Comunicación con el
Laboratorio
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12. Preparados para muestrear?
Equipo de muestreo
Papeleo y formatos de reporte
Ayudas navigacionales
Equipos de pruebas de campo
Contenedores
Muestreadores de campo
Descontaminación
Refrigeración
Camara fotográfica
“Una buena lista de verificación no puede ayudar a recordar
todo lo que debemos considerar”.
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13. Preparados para muestrear?
Higiene y Seguridad
Identificar y evaluar posibles
riesgos
Desperfecto de vehículo
Exposición a sustancias químicas
Gases tóxicos (Sulfuro de
hidrógeno)
Elementos naturales
Animales y plantas peligrosas
Terreno de muestreo
Acciones a tomar para eliminar,
reducir o controlar riesgos
Procedimientos de emergencia
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14. Pruebas de Campo
Observaciones
de campo
Lluvia
Viento
Sombra
Ausencia de flujo
Color
Peces muertos
etc.
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15. Pruebas de Campo
Mediciones de
campo
pH
Temperatura
Sólidos
sedimentables
Oxígeno disuelto
Conductividad
Turbiedad
Cloro residual
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16. Medición de Flujo
Requisito legal
Medidores portátiles, medidores de
consumo, fórmula Manning, inserto en el
flujo.
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17. Toma de Muestras
Muestra simple
Definición: Muestra tomada en un tiempo
y lugar particular (foto instantánea).
Procedimiento: La muestra es tomada en
un tiempo y lugar particular. El contenedor
de la muestra es sumergida en agua o
colectada del tubo.
Buena representación de la fuente si esta
tiene una composicion constante en un
período de tiempo considerable.
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18. Toma de Muestras
+ =
Muestra compuesta
Definición: Mezcla de muestras simples
colectadas en un mismo punto a diferentes
tiempos.
Procedimiento: La muestra es colectada
representando un período de muestreo de 24
horas, de un turno, o de un ciclo de operación. Se
colectan muestras simples en un tiempo definido
(15 min o hasta 2 horas)y se mezclan al término del
periodo de muestreo.
Método de muestreo mas recomendado porque
produce resultados que son una mejor
representación de las condiciones promedio del
efluente.
La muestra compuesta no es apropiada para analitos que se degradan
durante el muestreo o pueden contaminarse facilmente.
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19. Toma de Muestras
Muestra Compuesta
Muestras proporcionales al tiempo
Muestras simples de igual volumen tomadas en
intervalos de tiempo constantes (ej: 12
muestras se toman en un lapso de 2 horas
para formar una muestra compuesta de 24
horas).
Importa el
caudal?
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20. Toma de Muestras
Muestra Compuesta
Muestras proporcionales al
caudal
Volumen de muestras constante
El intervalo de tiempo entre
muestras es proporcional al flujo.
Intervalos de tiempo constante
entre muestras
Volumen de muestra es
proporcional al flujo total de la
corriente al momento del
muestreo.
VMSi = VMCx(Qi/Qt)
20

21. Toma de Muestras
Equipos de muestreo
Manual
Ventajas Desventajas
Bajo costo de capital Probabilidad de una alta
Puede compensar varias variabilidad
situaciones Inconsistencia en la toma
Nota condiciones unusuales Alto costo hora-hombre
Cero mantenimiento cuando se toman varias
Puede tomar muestras muestras al día
adcionales en corto tiempo Tarea repetitiva y monótona
21

22. Toma de Muestras
Equipos de muestreo
Manual
EL mejor método para tomar una muestra es usar el mismo contenedor
en el que va a ser transportado.
Volumen de muestra – Métodos estándar de AWWA y APHA.
22

23. Toma de Muestras
Equipos de muestreo
Automáticos
Ventajas Desventajas
Muestras consistentes Mantenimiento considerable
Probabilidad de una baja en baterías y limpieza
variabilidad Susceptible a bloquearse por
Minimos requisitos de sólidos
personal Restringido en tamaño
Tiene la capacidad para tomar Inflexible
muestras en multiples Contaminación potencial de la
contenedores (variabilidad y muestra
análisis individual de frascos) Sujeto a daños vandálicos
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24. Toma de Muestras
Equipos de muestreo
Automáticos
Fotos y diagramas mostradas con permiso de ISCO y HACH.
24

25. Toma de Muestras
Equipos de muestreo
Automáticos
Fotos y diagramas mostradas con permiso de ISCO y HACH.
25

26. Toma de Muestras
Lugar de Muestreo
Cámara o dispositivo
habilitado para tal
efecto.
26

27. Toma de Muestras
Recomendaciones específicas
Caracteristicas físicas
Determinar mediante pruebas de campo.
Gases disueltos
Cuidado para minimizar aereación y retener
gases de la muestra.
Metales
Cuidado para no causar contaminación
durante muestreo. Usar plástico y agua
desionizada.
Orgánicos
Usar vidrio o metal.
Microbiológicos
Desinfectar manos, uso de guantes entre
muestras.
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28. Toma de Muestras
Filtración de muestras en campo
Maximiza la integridad de la muestras durante
su transporte al laboratorio - el filtrado puede
extender los tiempos de retención de los
nutrientes como amonia, nitratos y nitritos.
Separa la parte total y soluble de los analitos-
la porcion soluble de un analito es mas bio-
disponible.
Cuando se quiere analizar clorofila y algas.
Para separar biomasa en analisis de aguas
residuales.
Filtración a presión v.s. filtración al vacío - COVs.
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29. Toma de Muestras
Descontaminación
Propósito: Remover trazas de analitos
y evitar la contaminación cruzada.
Como lograrlo?
Eliminar la necesidad del uso de equipos
multiusos (ej: cubetas v.s frasco).
Uso de equipo desechable (ej: uso de
jeringas desechables para filtración en
campo).
Laboratorio estéril v.s. campo.
Reducir el riesgo de contaminación
(muestreo de sitios menos contaminados
a mas contaminados).
Establecer un set especifico de
muestreo.
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30. Toma de Muestras
Descontaminación (Uso de equipo de
campo)
Descontaminar equipo fuera del sitio de muestreo
(usar plastico para prevenir contaminación del
suelo).
Usar guantes nuevos y ropa limpia de protección.
Usar detergente libre de fosfatos.
Triple enjuague con agua destilada o desionizada
Uso de otros soluciones:
Acetona para aceites y grasas, hidrocarburos,
HAPs, PCBs.
10 % acid nitrico seguido de enjuague de agua
para metales.
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31. Toma de Muestras
Frecuencia de muestreo
Caso Panamá
Para aquellos que descargan al Otros
menos uno de los siguientes:
As, Cd, Cianuro, Cu, Cr, Hg, Ni,
Pb, y Zn
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32. Identificación de muestras,
Transporte y Almacenamiento
Etiquetado e Identificación
Los contenedores deben ser etiquetados
de tal manera que pueda ser identificados
claramente y distinguidas de otras
muestras en el laboratorio.
Las etiquetas deben:
Ser durables.
Ser resistentes al agua.
El marcado debe ser con tinta insoluble en agua
(ojo con marcadores permanentes).
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33. Identificación de muestras,
Transporte y Almacenamiento
Etiquetado e Identificación
Información en la etiqueta
Clave de identificación.
Fecha de muestreo.
Tiempo de muestreo.
Ubicación y nombre del sitio de muestreo.
El marcado debe ser con tinta insoluble en
agua (ojo con marcadores permanentes).
Lecturas de campo (T, pH).
Nombre de la persona muestreadora.
Indicar si el contenedor tiene preservativos o
ha sido tratado.
Otra información que pueda alterar los
resultados del análisis.
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34. Identificación de muestras,
Transporte y Almacenamiento
Etiquetado e Identificación (Ejemplos)
34

35. Identificación de muestras,
Transporte y Almacenamiento
Cadena de custodia
Documento que sirve para trazar la
posesión y el manejo de muestras desde
su toma, análisis y reporte.
Demuestra el control del muestreo.
Otorga confianza de que la integridad del
muestreo no ha sido comprometida.
Imperativo si las muestras son para
utilizarse en un litigio o existe sospecha de
que las muestras han sido alteradas.
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36. Identificación de muestras,
Transporte y Almacenamiento
Cadena de Custodia (Ejemplo)
36

37. Identificación de muestras,
Transporte y Almacenamiento
Transporte y almacenamiento
Aspectos claves para un transporte y
almacenamiento efectivo:
Empacado (rotura y contaminación cruzada)
Reducir degradacion de muestras mediante
preservativos.
Asegurar que el tiempo de muestreo y análisis no
excede el tiempo de espera.
Contenedores deben ser sellados y empacados
con material de empaque apropiado.
Ojo con la cadena de custodia y requisitos de refrigeración.
Conviene utilizar una lista de verificación.
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38. Identificacion de Muestras,
Transporte y Almacenamiento
Preservación y tiempos de espera
Se puede consultar también 40CFR Part 136.
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39. Calidad
Aseguramiento de la Calidad
Definición: Políticas, procedimientos y acciones que
proporcionan y mantienen un grado de confianza en la
integridad y precisión de los datos .
Definir el objetivo del programa
Establecer requisitos de calidad de datos
Definir los protocolos de muestreo y análisis
Mejora continua
Aplicar protocolos
Reafinar protocolos Decisiones en el sitio
(Puls & Barcelona, 1996)
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40. Calidad
Control de la Calidad
Definición: Muestra o procedimiento para verificar
la eficiencia de un sistema.
Blancos – Evaluan la posible contaminación de la
muestra.
Campo y transporte, contenedores, enjuague de
equipos, filtrado.
Duplicados – miden la precision o repetición de
resultados.
Intra-lab/inter-lab.
Muestra con piquete (Spike)– Cantidad conocida
de un analito en particular.
A mayor número de muestras CC mayor confianza en resultados.
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41. Análisis y Reporte
Que analizar?
Aceites y grasas*
Metales (Al, As*, Boro, Cd*, Cianuro*, Cu*, Cr+6, CrT*, Fe, Mn,
Mo, Hg*, Ni*, Pb*, Se, Sn, Zn*)
Calcio, cloruros, sodio, sulfatos y sulfuros
Cloro residual y flúor
Coliformes totales y fecales*
Compuestos fenólicos
DBO5* y DQO
Detergentes y espuma detergente
Nutrientes (Fósforo*, nitrógeno orgánico total* y nitrógeno
amoniacal)
Hidrocarburos totales y mercaptanos
Olor, pH*, Temperatura*,Turbiedad
Pentaclorophenol
Solidos (Sólidos sedimentables*, sólidos suspendidos*, sólidos
totales disueltos, sólidos totales) y conductividad eléctrica
Organoclorados, Tricloroetano y triclorometano
Solventes orgánicos (tolueno y xileno)
*Requisito en Mexico.
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42. Análisis y Reporte
Métodos de análisis
Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater –AWWA y APHA.
Con que frecuencia?
Condiciones operativas.
Condiciones Legales.
Permiso de descarga.
Reportes trimestrales, semestrales o anuales.
Quien debe realizar los análisis?
Laboratorio autorizado o acreditado por la autoridad
competente.
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43. Análisis y Reporte
Revisión de datos
Comparar duplicados
(diferencia > 30 %).
Valores de recuperación
del spike (80-120 %).
Blancos
(muy bajos o nulos resultados).
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44. Análisis y Reporte
Reporte
Revisar y entregar información de soporte
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45. GRACIAS!
45