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V-HIDROGEOQUÍMICA Y CONTAMINACIÓN Tema 16. Muestreo y Análisis 1.Redes de observación 2.Requisitos del muestreo 3.Técnicas de muestreo de agua 4.Determinaciones.

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1 V-HIDROGEOQUÍMICA Y CONTAMINACIÓN Tema 16. Muestreo y Análisis 1.Redes de observación 2.Requisitos del muestreo 3.Técnicas de muestreo de agua 4.Determinaciones in situ 5.Expresión de los resultados analíticos 6.Representaciones gráficas 7.Clasificaciones hidrogeoquímicas

2 RED DE CONTROL Conjunto de puntos (pozos, sondeos y manantiales) que permiten conocer características hidráulicas, hidroquímicas o físicas de un acuífero. En general, y en función del parámetro controlado por las redes, se suelen distinguir los siguientes tipos: Red piezométrica Red de calidad Red de intrusión Red de control diverso Los requisitos básicos que debe cumplir una buena red son: Accesibilidad a los puntos de observación Distribución espacial exhaustiva y uniforme Densidad suficiente Conocimiento de las características de los puntos Representatividad

3 RED DE CONTROL Why?Para qué se va a medir? Who?Quién va a medir? What?Qué se va a medir? Where?Dónde se va a medir? When?Cuándo y con qué frecuencia se va a medir? Which?Con qué tecnología se va a medir?

4 Precauciones generales en los muestreos Tipo de recipiente Preparación del recipiente Llenado Adición de conservadores

5 TECNICAS DE MUESTREO DE AGUAS SUBTERRANEAS Representatividad de las muestras Q Q a b N.P. Rejilla larga Rejilla corta

6 TOMAMUESTRAS Botella lastrada Hidrocaptor Bomba peristáltica Bomba sumergida Multimuestreador Automático

7 Muestreador múltiple

8

9 Cromatógrafo iónico

10 MUESTREO DE AGUA EN LA ZONA NO SATURADA Tomamuestras con cápsulas de succión Cajas lisimétricas Ensayos destructivos de suelos

11 Muestreo de agua intersticial Métodos indirectos Extracción del agua a partir de muestras de suelo (centrifugación, dilución,..) Inconvenientes Destructivo No repetitivos Métodos in situ Cápsulas de succión cerámica politetrafluoroeteno o teflón (PTFE) polietileno acero vidrio Ventajas Inconvenientes No destructivos Flujos preferenciales Muestreo repetitivoInteracción agua-cápsula Agua móvil disolución,precipitación, adsorción, reacciones

12 MEDICIÓN DE CONSTITUYENTES INESTABLES Temperatura Conductividad pH Bicarbonatos, Carbonatos CO 2 Oxígeno disuelto Algunas propiedades o constituyentes del aguas subterráneas pueden variar con el almacenamiento de la muestra, incluso a los pocos minutos de su recogida.

13 UNIDADES DE MEDIDA DE CONCENTRACIÓN Expresiones ponderales: ppm = Peso de soluto(mg) / Peso de disolución (Kg) ppm o mg/kg. También ppb. ppb = µ g/l =10 -3 ppm mg/l = Peso de soluto / volumen de disolvente Miligramos por litro (mgL -1 ). = para <5000 ppm. meq/l; meq / litro = mg/l / mg/meq TSD. Residuo seco. Conductividad: µS/cm, equivalente a micromhos/cm Error (%) = 200 (Ecat -Ean) / (Ean+Ecat) Expresiones estequiométricas o químicas. Molaridad = nº de moles de sustancia / Volumen de disolución (l) Moles / litro Molalidad = m = nº de moles de sustancia / Kg de disolvente (agua pura)Moles / kg Normalidad = N = es la concentración ponderal de una sustancia dividida por el peso equivalente de la sustancia disuelta Pe = Peso molecular / Carga del ión

14 Representaciones gráficas Existe un gran nº de representaciones gráficas para facilitar la interpretación de tendencias evolutivas y procesos hidroquímicos específicos. Los principales procedimientos de representación son: Mapas de distribución de parámetros permiten reconocer las características básicas del comportamiento del sistema la existencia de diferentes áreas con comportamiento hidroquímico distinto … Diagramas de correlación o gráficos X-Y establecen distintas relaciones iónicas de las aguas implicadas en el sistema permiten comparar las muestras con respecto a dos aguas extremas que participan en una mezcla…. Técnicas de representación más usuales se refieren a: - Evolución temporal- Distribución espacial - Diagramas verticales - Diagramas circulares- Diagramas triangulares

15 Gráficos de evolución temporal Representan la variación de cualquier parámetro con el tiempo en un punto determinado. Permiten manifestar tendencias y detectar variaciones estacionales, por ejemplo. Si la evolución se compara con otro parámetro (la lluvia, por ejemplo) se pueden apreciar relaciones de dependencia.

16 Distribución espacial Mapa de isocontenidos en sulfatos (mg/l) en la Plana de Castellón. Julio de 1998 Se estudia mediante los denominados mapas de isocontenidos, que están formados por isolíneas o líneas de igual concentración, en el caso de los iones. También se pueden confeccionar mapas de otros parámetros: temperatura, conductividad, relaciones iónicas,etc.. A partir de los datos obtenidos en los pozos, las isolíneas se pueden dibujar manualmente mediante interpolación, pero existen programas informática que facilitan la labor, aunque siempre requieran un refinamiento con criterios hidrogeológicos o hidrogeoquímicos. Los mapas, que deben referirse a una fecha concreta, permiten visualizar la distribución de los parámetros y obtener información sobre su evolución espacial

17 Ca MgNa+K Cl SO 4 HCO 3 NO meq/l Diagramas verticales D. Schoeller-Berkaloff Diagramas circulares

18 Diagramas verticales D. Piper

19 Diagramas cuadrados Diagrama de Durov de muestras del acuífero de Vinaroz-Peñíscola

20 Diagramas columnares D. Collins

21 Diagramas estrella

22 Relaciones iónicas. Diagramas de dispersión Este método gráfico bidimensional ilustra la relación entre dos variables, lineal o curvada, si los grupos de datos se distribuyen formando agrupaciones diferentes que permiten identificar distintos orígenes o si los datos se encuentran dispersos, consecuencia de la inexistencia de una relación. Permiten comparar las muestras con respecto a dos aguas extremas que participan en una mezcla, representada por una línea. La situación de las aguas respecto a esta línea puede indicar enriquecimiento preferencial o pérdida de un ión, respecto al otro, lo cual puede interpretarse como debido al control de determinados procesos químicos.

23 CLASIFICACIONES HIDROGEOQUIMICAS Multitud de clasificaciones. Total sales disueltas: Aguas dulces ppm Aguas salobres ppm Aguas saladas ppm Salmueras saturación Dureza:Blanda ppm CO 3 Ca Algo dura " " Dura " " Muy dura saturación También Alguna propiedad destacada: - Selenitosa > 500 ppm de SO 4 - Ferruginosa - mucho Fe, con precipitación de óxido - Carbónica - si desprende CO 2 - Lítica - Sulfhídrica

24 FACIES HIDROGEOQUIMICA


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