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MANUAL DE EVALUACION Y MANEJO DE SUSTANCIAS TOXICAS EN AGUAS SUPERFICIALES

Sección 5 : Orientación para muestreo, monitoreo y análisis de datos


5.3 Escalas de espacio y tiempo

Prosiguiendo con la determinación de las propiedades de las sustancias químicas y con la revisión del marco analítico de la sustancia química bajo estudio, el próximo paso consiste en una evaluación de las escalas de espacio y tiempo bajo las cuales se deberá conducir el programa de muestreo. La Sección 3.2 de este manual contiene este aspecto para una evaluación preliminar del problema.

La principal interrogante para este propósito es:

"¿En qué extensión, en qué lugares y con qué frecuencia deberán ser colectadas las muestras"?


Escalas de espacio

Para la determinación de la escala de espacio apropiada sobre la cual se van a colectar las muestras, deben tomarse en cuenta las siguientes escalas:

  1. Zona de mezcla local - 0,1 a 1-5 Km
  2. Escala regional - 1-5 a 10-50 Km
  3. Escala de cuenca - 50 Km

Zona de mezcla. La zona de mezcla local es la región donde se permite que la concentración de la sustancia química exceda un estándar específico de calidad de agua. El muestreo debe realizarse lateralmente a través del río o radialmente extendiéndose hacia afuera de las orillas de un lago, a fin de describir la extensión de espacio en que se puede efectuar la hipótesis de mezcla completa. Puede ser necesario realizar un muestreo local tan detallado una o dos veces, a fin de describir la zona de mezcla.

Escalas regional y de cuenca. Para un río, la ecuación básica de estado permanente que describe la distribución longitudinal de una sustancia química ha sido descrita en las secciones 3 y 4. La ecuación es:

                  vT   x
cT  = c   exp (- ---  --- ) = cTo   exp (-KT  t) ..............(5.1)
                  H    U

Se hace notar que la distribución depende de la tasa neta de pérdida de las sustancias químicas y de la hidrología del río (profundidad y velocidad). La concentración máxima (admitiendo mezcla completa) ocurre en el punto de descarga.

Por lo tanto, la extensión de la escala regional en la cual se conducirá el muestreo longitudinal, se determinará por medio de tres factores principales:

  1. Lugares críticos de probable interferencia de la descarga con el uso del agua, tales como puntos de toma de agua para abastecimiento público o impactos locales sobre el ecosistema acuático;
  2. Si hay más de una fuente descargando sustancias tóxicas a lo largo del río, y
  3. La velocidad del río y la tasa neta de pérdida de la sustancia química.

Si no existen puntos críticos o potenciales aguas abajo de la descarga y si no hay otra fuente significativa sobre el cuerpo de agua, entonces puede ser necesario solamente un programa de muestreo cerca de la descarga para describir la zona de mezcla y las concentraciones máximas.

No obstante, si existen puntos de toma de agua para abastecimiento (u otras áreas de usos críticos de agua) aguas abajo de la descarga, sería necesaria una evaluación de la distancia longitudinal en la cual debe realizarse el muestreo. Esta evaluación puede efectuarse basada en lo descrito en las Secciones 3.2 y 3.4.

Si es necesario el muestreo aguas abajo de la descarga, las estaciones de muestreo deberán situarse aguas arriba y aguas abajo de todas las principales fuentes puntuales, fuentes dispersas y entrada de afluentes tributarios. Esto se ilustra en la Figura 5.2, la cual también indica que una estación deberá estar localizada en el punto de toma de agua para abastecimiento, así como en el lugar de distribución al consumidor.


Escalas de tiempo

Las consideraciones para determinar cuándo y con qué frecuencia muestrear incluyen:

  1. Los efectos agudos de las sustancias tóxicas descargadas en un corto período ( 1-4 días); tales fluctuaciones pueden impactar el ecosistema acuático o dar como resultado altas concentraciones al entrar en un sistema de distribución de agua;
  2. Los efectos crónicos de sustancias tóxicas (esto es, semanas a meses) sobre la salud pública o ecosistema acuático; y
  3. La posible acumulación a largo plazo de la sustancia química en los sedimentos, con una subsecuente reaparición potencial por resuspensión o difusión desde los sedimentos.

En la Sección 3.2.2 se discuten estos factores.

Por cuestiones de naturaleza práctica, no es usualmente factible muestrear sobre toda la escala de tiempo debido a limitaciones de costos y de recursos humanos. Si se conoce que los vertidos en el área de estudio varían en forma de "pulso" (como por ejemplo escurrimiento de áreas agrícolas luego de una aplicación esporádica de plaguicidas), las investigaciones de campo deben ser realizadas precisamente antes, y continuar por un período de varios días posteriormente.

Como guía general, las investigaciones de campo deben llevarse a cabo a escalas de espacio intensivas y en forma semanal o bisemanal, varias veces al año. Las investigaciones estacionales deben realizarse durante períodos de bajo flujo y durante períodos de erosión potencial de sedimentos, si hay partición de la sustancia química a los sólidos suspendidos.

Es preferible este esquema de monitoreo, en el cual se realizan varios muestreos intensivos durante el año, a un programa de monitoreo más disperso a lo largo del año y con pocas estaciones. Para cubrir los intervalos entre los muestreos intensivos, se pueden mantener varias estaciones clave de monitoreo o de control, con muestreos semanales durante el año. Sin embargo, se debe recordar que los análisis de laboratorio para la mayoría de las sustancias tóxicas son complejos y que la especificación de una cantidad excesiva de muestras puede resultar una actividad irrealista para una determinada situación.

Asimismo, como se observará más adelante, la colocación de biomonitores en el campo, tales como peces o crustáeos, permite obtener una muestra integrada por un período más largo (por ejemplo, semanas) con un esfuerzo considerablemente menor que efectuar una muestra compuesta a partir de muestras individuales sacadas en el mismo lapso.


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