Tesis para optar al grado de Magíster en Química área de Especialización en Química Ambiental y Memoria para optar al Título de Químico / El cobre es un elemento traza de alta importancia a nivel biológico, siendo una de sus principales vías de ingreso al organismo la ingesta de agua. Sin embargo, es altamente tóxico al consumirse en altas cantidades, ya que se deposita en órganos y tejidos, generando diversas complicaciones. Se requiere elaborar metodologías de análisis que permitan mantener un control de su concentración en la matriz acuosa. Aunque técnicas como espectroscopía de absorción atómica (AAS) y espectrometría de plasma inductivamente acoplada (ICP) son usadas en su determinación, la espectrofotometría de absorción molecular UV-Visible para la determinación colorimétrica sigue siendo ampliamente considerada como alternativa de análisis, debido a la disponibilidad de equipos en los laboratorios y bajo costo asociado. Para lograr determinaciones colorimétricas de metales se emplean ligantes que permiten formar complejos cromóforos que originan señales específicas de absorbancia. Debido a que el metal se encuentra a niveles traza, en muchos casos se requiere preconcentrar antes de llevar a cabo el análisis. En este trabajo, se empleó la técnica de extracción por sorción en disco rotatorio (RDSE) sobre una fase de polidimetilsiloxano (PDMS) para la preconcentración y determinación por espectrofotometría UV-Visible en fase sólida como posible metodología de evaluación del contenido de cobre en matrices acuosas. Para lograr la medición se usó dietilditiocarbamato de sodio (NaDDTC) como ligante para formar el cromóforo Cu(DDTC)2, el cual arroja una respuesta analítica a una longitud de onda de 432 nm. Se analizaron los factores físicos, químicos y los relacionados al dispositivo de extracción, que influyen sobre la retención del analito en la fase apolar, mediante estudio multivariable. La temperatura y pH del medio presentaron especial importancia en el proceso, el primer parámetro influye sobre la movilidad del complejo a través del seno de la solución, favoreciendo además la difusión a través del film estático de agua, mientras que un pH adecuado logra estabilizar la forma aniónica del ligante. Se comprobó también que al aumentar la cantidad de reactivo libre se favorece la formación de complejo, de acuerdo a lo indicado por la estequiometria de reacción. Este factor resulta de importancia al trabajar sobre medios acuosos que contienen iones metálicos interferentes, los cuales pueden interaccionar con el NaDDTC. Al realizar la extracción sobre matrices conteniendo cantidad creciente de interferente, se demostró una recuperación cuantitativa para concentración 0,1 M de NaDDTC en el medio. A partir de modificar las velocidades de rotación debido al uso del disco (óptimo de 1000 rpm), es posible obtener bajos tiempos de extracción, sin embargo el efecto no resultó significativo en el estudio. En cuanto al análisis de la consecuencia de agregar NaCl o Na2SO4 al medio, se observó un efecto adverso sobre la extracción, luego, el efecto salting out no es apreciado y se descartó su uso. Para experiencias posteriores se trabajó bajo los parámetros óptimos obtenidos, determinándose tiempos de equilibrio de 30, 53 y 90 min para 100, 500 y 1000 mL de muestra respectivamente. Se determinaron los parámetros analíticos que caracterizan a la metodología. Los estudios indicaron que el método entrega resultados con una baja dispersión (con desviaciones estándares relativas de 7,2 y 8,4%) y de alta exactitud (-4,3% de error relativo) por análisis de un estándar multielemental de aguas. Este último estudio confirmó además la alta selectividad de extracción del cromóforo de cobre por sobre otros iones metálicos. Los límites de detección y cuantificación obtenidos alcanzaron valores menores a 12 μg L-1 y se redujeron al disminuir el volumen de muestra. El parámetro de sensibilidad también se analizó, demostrando un efectivo incremento de la pendiente a mayor volumen de muestra. Los ensayos de recuperación sobre matrices de agua potable indicaron un valor promedio del 95,6% determinándose que la metodología estudiada permite extraer cuantitativamente al complejo de cobre. La alta concentración de cobre en la matriz, la afinidad del complejo hacia el extractante y el hecho que no ocurra acoplamiento con las señales de absorbancias de interferentes complejados explican la alta recuperación del estudio. Finalmente, se validó el método estudiado por comparación a la técnica espectroscópica ICP-OES, obteniéndose resultados comparables entre sí (99,6 y 96,8% para muestra de agua potable y 102,5% para la muestra fortificada). De los estudios realizados para optimizar y validar se concluye que la metodología desarrollada permite extraer exitosamente al cromoforo Cu(DDTC)2 para su análisis espectrofotométrico, a través de un método simple, rápido, poco contaminante y fácilmente aplicable en cualquier laboratorio analítico / Copper is a trace metal of high importance at biological level, because it participates in different metabolic and regulatory processes, being water intake one of the main routes of entry in the organism. However, copper is highly toxic when consumed in high quantities because it accumulates in organs and biological tissue resulting in headaches, nausea or, in extreme cases, kidney and liver damage. Due to this, it is required to elaborate analytical methodologies to maintain a strict control of its concentration in the aqueous matrix. Although techniques such as atomic absorption spectrometry (AAS) and inductively coupled plasma (ICP) are used in its determination, UV-Visible molecular absorption spectrometry for the colorimetric determination is still widely considered as an alternative for analysis, due to the availability of equipment and low costs. To achieve colorimetric determination of trace metals is necessary to use organic reagents to form chromogenic complexes, which originate specific absorbance responses. Since metals are at trace levels in water, in many cases is required to preconcentrate before carrying out the analysis. In this work, we used the rotating disk sorptive extraction technique (RDSE) on a film of polydimethylsiloxane (PDMS) for preconcentration and subsequent determination by direct UV-Visible solid phase spectrophotometry as a possible methodology to evaluate the content of copper in aqueous matrices. To achieve the spectrophotometric measurement, sodium diethyldithiocarbamate (NaDDTC) was used as a binding reagent to form the chromophore complex Cu(DDTC)2, which yields an analytical response to a wavelength of 432 nm. Both physical and chemical factors, and those related to the extraction device were analyzed, which affect the retention of the analyte in the non-polar phase, through multivariate analysis to generate response surfaces. The temperature and pH of the medium were particularly important in the process (the optimum values for 25 mL of sample were 90 ° C and pH 9), the first parameter influences the mobility of the complex through the bulk of the solution, favoring further diffusion through the stagnant layer of water, while an adequate pH allows to stabilize the anionic form of the reagent, which reacts with the metal ions. It was also found that increasing the amount of free reagent favors the formation of chelates, as indicated by the reaction stoichiometry. This factor is important when working in aqueous media containing interfering metal ions, which can interact with the NaDDTC, reducing their availability. When extracting on matrices containing increasing concentrations of interferents showed quantitative recovery of copper for reagent concentrations in the medium equal to 0.1 mol L-1. It is possible to achieve high rotational speeds due to the use of the disk (1000 rpm optimal) obtaining low extraction times; however the effect was not significant in the study. Upon analyzing the consequences of adding salt to the medium, an adverse effect was observed on extraction, then salting out effect is not appreciated and salt use was discarded. Working under these optimal conditions, the equilibrium times obtained were 30, 53 and 90 min for 100, 500 and 1000-mL water samples. Subsequently it was possible to determine the analytical parameters which characterize this methodology. The studies showed that the method provided results with low dispersion between measurements (with relative standard deviations of 7.2 and 8.4%) and high accuracy (-4.3% of relative error) for a multi-elemental water standard. This latter study also confirmed the high selectivity for removal of copper as a chromophore over other metal ions. The detection and quantification limits reached values lower than 12 mg L-1 and were reduced by decreasing the sample volume analyzed. The sensitivity parameter was also studied, showing an effective increment as sample volume was increased. By this study also indicated the possibility of saturation of PDMS to determine elevated copper matrix volumes of 1 liter, which was resolved by increasing the volume of phase supported on the extraction device, this can be achieved because the disk configuration. This study also indicated the possibility of saturation of the PDMS phase when determining high copper concentrations on elevated matrix volumes (at least 1 liter), this problem was resolved by increasing the volume of phase supported on the extraction device; this can be achieved due to the disk configuration. Recovery tests on drinking water matrices showed a mean value of 95.6%, then the studied method can quantitatively extract the copper complex on the PDMS. The high concentration of copper in the matrix, the affinity of the complex to the extractant and the fact that no signal coupling of interfering complexes occurs could explain the high recovery of the study. Finally, the studied method was validated by comparison with the ICP-OES spectroscopic technique. Similar results were obtained between both techniques (99,6 and 96,8% for drinking water samples and 102,5% for spiked samples). Due to all conducted studies to optimize parameters and to validate, it was possible to conclude that the methodology allows to successfully extract the chromophore Cu(DDTC)2 for spectrophotometric analysis through a simple, fast, low-polluting, easily applicable method / Conicyt, Fondecyt

Sacsamarca, región Ayacucho, es un distrito de extrema pobreza, con deficiencias en la vigilancia de la calidad de aguas. Su población manifiesta genuino interés ante la frecuencia de enfermedades estomacales y por el inadecuado tratamiento de sus aguas residuales. El objetivo de la presente investigación es evaluar la calidad del agua superficial empleada para consumo humano en este centro poblado, a través de algunos indicadores fisicoquímicos, relacionando la gestión del agua y la comprensión del ciclo hidrológico. El monitoreo de calidad de agua se realiza en junio y setiembre del 2017, y se establecen ocho estaciones de muestreo -dispuestas en el río Caracha, reservorio y efluente de la poza de tratamiento del pueblo, puquial y laguna Uerpococcha- para mediciones in situ y toma de muestras. Los parámetros medidos en campo son temperatura, conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales y pH; en laboratorio se analizan demanda química de oxígeno, sólidos totales, fosfatos, nitratos, sulfatos, y metales totales (arsénico, cadmio, calcio, cobre, hierro, magnesio, mercurio, plomo, potasio, sodio y zinc). Se aplican técnicas estandarizadas volumétricas, gravimétricas e instrumentales, como espectroscopias UV-Visible y de absorción atómica. Los resultados indican que todos los parámetros estudiados no sobrepasan los límites correspondientes establecidos, con excepción de fosfatos (1,51 ppm) en el puquial, y arsénico (0,13 ppm) en el río Caracha. Finalmente, se aplica el marco DPSIR que es un enfoque que integra las características ambientales y sociales y permite ubicar los valores fisicoquímicos hallados en el sistema hidrosocial de Sacsamarca. El resultado de este marco resulta en ausencia de vigilancia de las aguas superficiales y la falta de coordinación con instancias institucionales superiores para revertir los altos niveles de arsénico en el río Caracha. / Sacsamarca, Ayacucho region, is a district of extreme poverty with water quality monitoring insufficiency. Its population shows genuine interest because stomach diseases frequency and inadequate wastewater treatment. The aim of this research is to assess quality of freshwater that is used for human consumption in this village, by means of some physicochemical indicators, relating water management and hydrological cycle understanding. The freshwater quality monitoring is carried out in June and September 2017, and eight sampling stations are set up -disposed in Caracha River, reservoir and effluent of the wastewater treatment pond, freshwater spring (puquial) and Uerpococcha Lagoon - for in situ measurements and sampling. Parameters measured in the field are temperature, electrical conductivity, total dissolved solids and pH; in the laboratory chemical oxygen demand, total solids, phosphates, nitrates, sulfates, and total metals (arsenic, cadmium, calcium, copper, iron, magnesium, mercury, lead, potassium, sodium and zinc) are analyzed. Standardized volumetric, gravimetric and instrumental techniques are applied, such as UV-Visible and atomic absorption spectroscopy. The results indicate that all parameters studied do not exceed the established limits, except for phosphates (1.51 ppm) in the puquial, and arsenic (0.13 ppm) in the Caracha River. Finally, DPSIR framework, an approach that integrates environmental and social characteristics and allows locating the physicochemical values found in the hydrosocial system of Sacsamarca is applied. It results in absence of surveillance of freshwater waters and lack of coordination with higher institutional organizations to reverse high levels of arsenic in Caracha River. / Ayacucho suyupim Sacsamarca llaqta kachkan, kay llaqtapiqa ancha wakcha muchuypa atipasqan kanku, chaynallatami yakunpas manan chuya upyanapaq hinachu, kamachiqninkupas manas allintaqa qawapayanchu chuya yakunku kananta. Kay mana allin chuya yakunkuna kaptinmi runankuna wiksa ima nanaykunawan atipan unqurparinkunñataq. Chayraykum kay Proyecto de investigación nisqan upyana yaku qawanpi kaq “superficial” qawanqa allin kamachikuyninpi kananta, imayna tarikun calidad de Agua nisqan, chaypaqsi ñawinchaynin indicadores fisicoquímicos, allinta umanchana imaynatam yakunchik muyurin chay ciclo hidrológicopi nisqanpipas. Kay qawariykuna ruwakunqa intiraymi (Aymuray) – yakuraymi killakunapim apakunqa 2017 watapi, chaynallataqmi 8 estaciones de muestreo nisqan churakunqa Caracha mayupi, yaku huñuna pukupim, poza de tratamientopim, chaynallataq pukyupi, Uerpococchapi – llapan yaku uqariykuna ruwakunqa sapankama estación nisqapi. Llapan chimpuykuna (indicadores fisicoquímicos) kanqa: yaku quñiynin qawana (temperatura), conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales, pH nisqa; wakin chimpuykuna demanda química de oxígeno, sólidos totales, fosfatos, nitratos, sulfatos, y metales totales (arsénico, cadmio, calcio, cobre, hierro, magnesio, mercurio, plomo, potasio, sodio y zinc) nisqa ruwakunqa Laboratorio wasipi. Llapan chimpuykuna apakunampaq kay técnicas estandarizadas volumétricas, gravimétricas e instrumentales, chay espectroscopías UV-Visible y de absorción atómicakunawan ruwanqaku. Resultados nisqa chimpuykuna ruwasqanmanta yachakun kayta; manas llumpaychu upyana yakupi imankuna kasqan, ñataq fosfatokuna chimpuyninpi (1,51 ppm) pukyupi, chaynallataq arsénico nisqa (0,13 ppm) pisilla Caracha mayupi rikurin. Tukupanapaq nisaq kay marco DPSIR yanapakuyninwan Sacsamarca llaqtatam allinta yaku usuyninta apakunqa chay características ambientales y sociales nisqanwan imayna kachkan chaninchaq fisicoquímicos sistema hidrosocial nisqanpim. Hinallataq tarikun mana allin yaku kamachiqninkuna qawariyninpi, chayraykum allin yaku kanampaq Ssacsamarca kamachiq llamkaqninku kuska wichay autoridad nisqawan chay Arsenico nisqa unumanta chinkananpaq. / Tesis

La Región Ancash es una de las más ricas en aguas termominerales del país, en ella se encuentra el Callejón de Huaylas el cual es surcado por el río Santa y sus afluentes; en sus márgenes existen numerosas fuentes termominerales, entre ellas El Pato (Huaylas), La Merced (Carhuaz), Chancos (Carhuaz) y Monterrey (Huaraz). Estas fuentes fueron seleccionadas para este estudio en base a su caudal de afloración, que es un factor a tener en cuenta para su explotación; para cada fuente se hicieron 45 determinaciones entre propiedades físicas, contenido de metales, no metales y gases libres. / Tesis

Frente a la problemática de contaminación de residuos acuosos, métodos de recuperación y de remoción de los mismos, han sido probados con la finalidad de disminuir el impacto ambiental. Pese a que los tres métodos conocidos de recuperación (adición de fase, campo de fuerza y barrera) han demostrado tener un buen desempeño sobre diferentes muestras estudiadas; un contratiempo ha sido la concentración incial de los contaminantes presentes, la cual por ser generalmente elevada, continúa siendo alta aún despues de aplicado el tratamiento. Es así como las técnicas de remoción se empiezan a desarrollar como alternativa frente a las de recuperación. Son dos los métodos de remoción investigados hasta el momento: adsorción y degradación, de los cuales, el último ha sido el más estudiado, debido a su capacidad de degradar no sólo las sustancias orgánicas contaminantes, si no también a los productos de degradación de las mismas (pese a su gran estabilidad, éstos también pueden descomponerse durante algunas operaciones tecnológicas), cuya resistencia ambiental aun es desconocida. El proceso electro-Fenton constituye uno de los métodos degradativos más importantes estudiados hasta la fecha. Mediante este proceso, el radical hidroxilo (OH·), con un alto poder oxidativo (E0 = +2,8V), es capaz de degradar contaminantes orgánicos no biodegradables. Básicamente consiste en la generación electroquímica (in situ) de peróxido de hidrógeno, empleando Fe2+ como catalizador. Una reacción entre el peróxido y iones Fe2+ daría lugar a la formación de los radicales. Es por esta razón, que el empleo de un electrodo a base de fieltro de carbono dopado con partículas de hierro magnéticas (magnetita, Fe3O4), en este proceso, constituye la motivación del presente trabajo. Adicionalmente, las partículas magnéticas ayudarían a remover, magnéticamente y por adsorción, diversos metales en la solución a tratar. Así, un estudio de la electrodeposición de magnetita Fe3O4 sobre fieltro de carbono, se realizó a partir de una solución de Fe(NH4)2(SO4)2,6H2O y K(CH3COO), variando las condiciones de temperatura (25oC, 50oC y 90oC) y pre-tratamiento del fieltro de partida. Una temperatura de electrodeposición de 90oC resultó ser la más eficiente; obteniénsode una fase de 49% de magnetita, otra de 36% de hematita, y finalmente una de 15% de goetita, lepidocrocita y hematita (porcentajes relativos). El empleo de una temperatura de 25oC favoreció la deposición de una única fase de goetita; mientras que una de 50oC, dió como resultado la formación de 7 fases distribuidas de manera heterogéna sobre el área analizada del substrato, de las cuales sólo dos lograron ser identificadas con algún óxido de hierro (hematita Fe2O3 y óxido ferroso FeO). De la misma manera, al realizar las pruebas sobre el fieltro de carbono pre-tratado con partículas de óxido de cobre, los óxidos de hierro electrodepositados (FeO) mostraron poca estabilidad (descomposición a Fe sólido y otros óxidos como Fe2O3 y Fe3O4). Finalmente, óxidos de hierro hidratados del tipo lepidocrocita (−FeOOH), también fueron obtenidos tras llevarse a cabo la deposición mediante la reducción de iones Fe3+(Fe(NO3)3) asistida por agente reductor dimetilamino borano (DMAB). Al parecer, el empleo del fieltro de carbono como soporte, tendría un rol importante sobre fenómenos de nucleación que habrían favorecido la formación de dichas partículas de óxido, en vez de la magnetita. No obstante, se demostró que la cantidad de Fe3O4 formada durante su electrodeposición (90oC), pudo ser suficiente como para remover más de la mitad de iones indicadores Mn2+ (_=60% de remoción) presentes en solución. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Compara las concentraciones de arsénico y cadmio en agua embotellada de consumo humano comercializada en Lima Metropolitana tomando 5 distritos de referencia. Para dicho estudio se decidió trabajar con la marca de agua embotellada de mayor aceptación por la población, para tomar esta decisión nos apoyamos en estudios de mercados de entidades reconocidas como IPSOS APOYO (Opinión y mercado), adicionalmente se hizo una encuesta de preferencia de aguas embotelladas. Se tomaron 40 unidades de agua embotellada de consumo humano comercializada en 5 distritos de Lima Metropolitana. Estudio realizado en total de las unidades muestreadas 20 fueron provenientes de la venta en supermercado y 20 de la venta ambulatoria de los 5 distritos de Lima Metropolitana. La concentración media de arsénico y cadmio en agua embotellada proveniente de venta ambulatoria fue de 1,7 ppb y 0,9 ppb respectivamente. La concentración media de arsénico y cadmio en agua embotellada proveniente de venta en supermercado fue de 1,8 ppb y 1,0 ppb respectivamente. No se encontró diferencias significativas entre las medias de la concentración de arsénico y cadmio en las aguas embotelladas de venta ambulatoria y venta en supermercados. Los resultados indican que las concentraciones de arsénico y cadmio presentes en las aguas embotelladas de consumo humano que se comercializan en cinco distritos de Lima Metropolitana, no superan los límites máximos permisibles dados por la Organización Mundial de la Salud y el Ministerio de Salud del Perú en el Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano 2010 (Decreto Supremo Nº 031-2010-SA). / Tesis

La presente investigación se basa en la oxidación electroquímica para la degradación de efluentes con residuos lácteos, utilizando electrodos a base de fieltro grafítico directamente o con algunas modificaciones en su superficie, estos ofrecen muchas ventajas con respecto a otros electrodos, ya que son químicamente estables, son buenos conductores eléctricos y tiene una excelente fijación de algunas moléculas en su superficie. Por ello, en esta investigación se compara la eficiencia de diferentes sistemas de celdas en procesos electroquímicos para el tratamiento de muestras sintéticas que simulan el contenido de efluentes residuales de la industria láctea, teniendo como principios la oxidación anódica, y el proceso electro-Fenton. Para los diferentes sistemas de celda, se prepararon muestras sintéticas simulando residuos lácteos, donde se disolvió 8 gramos de leche en polvo en un litro de agua, utilizando las siguientes condiciones: pH 3, un voltaje de 8 V y una densidad de corriente de 140 A/m2 entre los electrodos en contacto con 200 mL de la muestra sintética, y por un tiempo máximo de 4 horas. Se registraron los cambios respecto a los valores iniciales de parámetros representativos para el tratamiento electroquímico en cuestión como, por ejemplo, turbidez, demanda química de oxígeno (DQO), contenido total de proteínas, en intervalos de 1 hora. Bajo las condiciones electrolíticas indicadas anteriormente, se observó que en la celda Fe/fieltro aumenta la eficiencia en la disminución del DQO, turbidez y contenido total de proteínas hasta de niveles de 86,88 %, 85,31 % y 78,91 % (Tabla 22), respectivamente. Esto implica un aumento en la eficiencia de remoción adicional de la demanda química de oxigeno (DQO), turbidez (NTU) y porcentaje total de proteínas de 9,05 %, 3,68%, 11,39% (Tabla 24), respectivamente, comparado a la celda estándar Fieltro / H2SO4 (pH = 3) / Fieltro. / Tesis

Los programas de monitoreo de calidad del agua superficial son muy importantes para la gestión integrada de los recursos hídricos. Estos programas comprenden la definición de los objetivos de monitoreo, el diseño de las redes, las actividades de muestreo propiamente, el análisis de las muestras en el laboratorio, la recopilación y el procesamiento de datos para obtener información sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del cuerpo de agua monitoreado. Resulta, pues, necesaria la evaluación periódica de estas redes de monitoreo con el fin de garantizar una gestión sostenible del recurso. En el Perú, los conflictos socioambientales registrados entre los años 2011 y 2014 muestran que 67% están vinculados a la calidad de los recursos hídricos y 62% a las disputas entre el uso minero y el uso agrario. Como medida de gestión, la Autoridad Nacional del Agua ha establecido redes de monitoreo en un total de 100 cuencas hidrográficas y ha ejecutado 434 monitoreos de calidad del agua superficial. Una de las cuencas más representativas, en la que se desarrollan ambas actividades socioeconómicas y que presenta conflictos socioambientales latentes, es la cuenca del río Jequetepeque. En esta cuenca, el monitoreo ha sido desarrollado por varias instituciones, tanto públicas como privadas, desde los años 80s. Cada estudio ha establecido una red propia de monitoreo de calidad de aguas de acuerdo a sus objetivos, sin embargo, hasta el momento, la evaluación de las redes de monitoreo de calidad de aguas superficiales no se encuentra en la agenda nacional. El objetivo de esta tesis es analizar una red de monitoreo de calidad del agua en la cuenca del río Jequetepeque por análisis estadístico de la relevancia de las estaciones de monitoreo y de los parámetros de calidad del agua monitoreados en la cuenca. Para ello, se aplicaron las técnicas de análisis multivariado - análisis factorial y análisis de conglomerados - a la base de datos de parámetros de los monitoreos realizados por la ANA durante los años 2015 y 2016. Los resultados revelaron que 5.88% de las estaciones de monitoreo y 5% de los parámetros de calidad del agua no se correlacionan con las demás estaciones y parámetros analizados. El descarte de la estación y del parámetro que resultaron estar menos correlacionados resulta inadecuado, debido a la importancia de ambos para la red de monitoreo. El conjunto de parámetros de calidad de agua se reduce a cuatro grupos que definen la calidad del recurso hídrico superficial en la cuenca: un grupo distribuido en la parte baja de la cuenca y relacionado a la conductividad eléctrica, otro grupo relacionado a los sólidos suspendidos distribuidos en toda la cuenca, y dos grupos conformados por los elementos trazas y los coliformes distribuidos principalmente en la parte alta de la cuenca. Finalmente, con esta tesis se evidenció que las técnicas de análisis multivariado resultan adecuadas para el análisis de las redes de monitoreo de calidad del agua y que pueden ser empleadas para asegurar la gestión sostenible del recurso hídrico. / The establishment of surface water quality monitoring programs plays a key role in the Integrated Water Resources Management. These programs include the definition of the monitoring objectives, the network desing, the sampling protocol, laboratory samples analysis, collection and processing of data through which the desired information will be obtained about the physical, chemical and biological properties of the monitored water body. Therefore, to ensure a sustainable water resources management, a periodically assessment of the monitoring network is mandatory. In Perú, 67% of the socio-environmental conflicts registered between 2011 and 2014 were related to water quality and 62% to disputes between mining and agriculture. As a management measure, the National Water Authority has established surface water quality monitoring networks in one hundred basins, and has monitored the surface water quality 434 times. A representative basin in the country, one which has agriculture and mining as principal socio-economic activities and also presents latent socio-environmental conflicts related to water, is the Jequetepeque river basin. Since the 80's, surface water quality monitoring programs in the Jequetepeque river basin has been executed by different institutions and each one has established monitoring networks according to their objectives. Nevertheless, the surface water quality monitoring networks assessment has not been taken into account in any water national plan. The main objective of this thesis is to analyze the surface water quality monitoring network in the Jequetepeque river basin using statistical significance analysis of the water quality monitoring stations and water quality parameters established to evaluate the water quality in the basin. Multivariate statistical techniques like factor analysis (FA) and hierarchical cluster analysis (HCA) has been applied to the water quality monitoring database collected in the basin between 2015 and 2016 by the National Water Authority. Results identified that only 5,88% of the monitoring stations and 5% of the water quality parameters were statistical uncorrelated with the other stations and analyzed parameters in the monitoring network. The discarding of the station and parameter that were less correlated may be inadequate, due to the importance of both for the monitoring network. Four main groups define the surface water quality in the basin: the first group is highly related to the electric conductivity and is mainly distributed in the lower part of the basin, a second group is related to suspended solids and is distributed in all the basin, and two groups constituted by trace elements and fecal coliform are principal distributed in the higher part of the basin. Finally, this thesis showed that multivariate statistical techniques can be effectively applied in the analysis of water quality monitoring networks and can be employed in the sustainable management of water resources. / Tesis

El Perú se ubica entre los países con mayor disponibilidad hídrica en el mundo, sin embargo la ciudad de Lima presenta diversos desafíos para poder abastecer a la población de agua apta para el consumo humano. Debido a esto, Lima Metropolitana cuenta con un complejo sistema de suministro de agua potable el cual contempla etapas de almacenamiento, transporte, potabilización y distribución. Con respecto al sistema de potabilización, se desconoce y se subestiman los potenciales impactos ambientales asociados a los continuos procesos para potabilizar el agua, los cuales requieren numerosos insumos químicos y de energía eléctrica. La presente investigación expone el desempeño ambiental, mensual y anual, de la planta potabilizadora de La Atarjea mediante la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) para un periodo de 12 meses, desde Enero hasta Diciembre de 2016. La planta capta el agua directamente del Río Rímac y mediante procesos convencionales brinda agua potable a alrededor de 9 millones de personas dentro de un rango de 3´504 km2, alcanzando una producción diaria aproximada de 1´400´000 m3/s. El alcance del estudio comprende desde la captación del agua cruda hasta su distribución a la ciudad de Lima Metropolitana, evaluando sólo la etapa de operación. La información necesaria para la elaboración del ACV fue obtenida de diversas fuentes de información que incluye el Anuario Estadístico de SEDAPAL para el año 2016, visitas y entrevistas realizadas en la planta potabilizadora y revisión de la literatura. La unidad funcional utilizada fue de 1m3 de agua potabilizada, tanto para la evaluación en cada mes de operación, así como para la evaluación anual. Para el modelamiento del ACV se utilizó el software SimaPro y la base de datos Ecoinvent v3. Asimismo, los impactos asociados a 1m3 de agua potabilizada fueron calculados para 7 categorías de impacto, empleando tres métodos: IPCC 2013, USEtox 2 y ReCiPe 2016. Los resultados de la evaluación en la planta de La Atarjea indican que, para el año 2016, las mayores cargas ambientales estuvieron asociadas al uso de insumos químicos y por los residuos generados en los procesos de potabilización. En la categoría de cambio climático, el impacto asciende a 0.067 kg CO2-eq / m3, siendo el uso de carbón activado el mayor contribuyente. Por otro lado, el uso de sulfato de cobre representa el 50% y 40% de los impactos totales para las categorías de eutrofización de agua dulce y marina, respectivamente. Asimismo, el 22% de los impactos para la categoría de acidificación terrestre están asociados al uso de sulfato de aluminio. En el caso de los impactos asociados a la salud humana y ecosistemas, estos son dominados por el uso de sulfato de cobre, sulfato de aluminio y los residuos generados en la potabilización del agua cruda. Finalmente, los impactos ambientales relacionados al consumo eléctrico y el transporte de insumos hacia la planta fueron menores que el 4% del total para todas las categorías evaluadas. En conclusión, los impactos para todas las categorías evaluadas están directamente o indirectamente vinculados al uso de químicos en los procesos de potabilización de la planta de La Atarjea. Como manera de sopesar estos impactos se recomienda en incorporar nuevas tecnologías que reduzcan el empleo del carbón activado y en optar por insumos alternos al sulfato de aluminio y sulfato de cobre tal que produzcan una menor carga ambiental en su producción, así como en realizar una debida eliminación del material excedente en los procesos de potabilización. De igual manera, que la presente investigación sea precedente para la evaluación ambiental de sistemas de agua potable en el país, de manera que eventualmente se llegue a la sostenibilidad dentro de estos sistemas incluyendo aspectos tanto económicos como sociales.

La Región Ancash es una de las más ricas en aguas termominerales del país, en ella se encuentra el Callejón de Huaylas el cual es surcado por el río Santa y sus afluentes; en sus márgenes existen numerosas fuentes termominerales, entre ellas El Pato (Huaylas), La Merced (Carhuaz), Chancos (Carhuaz) y Monterrey (Huaraz). Estas fuentes fueron seleccionadas para este estudio en base a su caudal de afloración, que es un factor a tener en cuenta para su explotación; para cada fuente se hicieron 45 determinaciones entre propiedades físicas, contenido de metales, no metales y gases libres. / Tesis

Frente a la problemática de contaminación de residuos acuosos, métodos de recuperación y de remoción de los mismos, han sido probados con la finalidad de disminuir el impacto ambiental. Pese a que los tres métodos conocidos de recuperación (adición de fase, campo de fuerza y barrera) han demostrado tener un buen desempeño sobre diferentes muestras estudiadas; un contratiempo ha sido la concentración incial de los contaminantes presentes, la cual por ser generalmente elevada, continúa siendo alta aún despues de aplicado el tratamiento. Es así como las técnicas de remoción se empiezan a desarrollar como alternativa frente a las de recuperación. Son dos los métodos de remoción investigados hasta el momento: adsorción y degradación, de los cuales, el último ha sido el más estudiado, debido a su capacidad de degradar no sólo las sustancias orgánicas contaminantes, si no también a los productos de degradación de las mismas (pese a su gran estabilidad, éstos también pueden descomponerse durante algunas operaciones tecnológicas), cuya resistencia ambiental aun es desconocida. El proceso electro-Fenton constituye uno de los métodos degradativos más importantes estudiados hasta la fecha. Mediante este proceso, el radical hidroxilo (OH·), con un alto poder oxidativo (E0 = +2,8V), es capaz de degradar contaminantes orgánicos no biodegradables. Básicamente consiste en la generación electroquímica (in situ) de peróxido de hidrógeno, empleando Fe2+ como catalizador. Una reacción entre el peróxido y iones Fe2+ daría lugar a la formación de los radicales. Es por esta razón, que el empleo de un electrodo a base de fieltro de carbono dopado con partículas de hierro magnéticas (magnetita, Fe3O4), en este proceso, constituye la motivación del presente trabajo. Adicionalmente, las partículas magnéticas ayudarían a remover, magnéticamente y por adsorción, diversos metales en la solución a tratar. Así, un estudio de la electrodeposición de magnetita Fe3O4 sobre fieltro de carbono, se realizó a partir de una solución de Fe(NH4)2(SO4)2,6H2O y K(CH3COO), variando las condiciones de temperatura (25oC, 50oC y 90oC) y pre-tratamiento del fieltro de partida. Una temperatura de electrodeposición de 90oC resultó ser la más eficiente; obteniénsode una fase de 49% de magnetita, otra de 36% de hematita, y finalmente una de 15% de goetita, lepidocrocita y hematita (porcentajes relativos). El empleo de una temperatura de 25oC favoreció la deposición de una única fase de goetita; mientras que una de 50oC, dió como resultado la formación de 7 fases distribuidas de manera heterogéna sobre el área analizada del substrato, de las cuales sólo dos lograron ser identificadas con algún óxido de hierro (hematita Fe2O3 y óxido ferroso FeO). De la misma manera, al realizar las pruebas sobre el fieltro de carbono pre-tratado con partículas de óxido de cobre, los óxidos de hierro electrodepositados (FeO) mostraron poca estabilidad (descomposición a Fe sólido y otros óxidos como Fe2O3 y Fe3O4). Finalmente, óxidos de hierro hidratados del tipo lepidocrocita (−FeOOH), también fueron obtenidos tras llevarse a cabo la deposición mediante la reducción de iones Fe3+(Fe(NO3)3) asistida por agente reductor dimetilamino borano (DMAB). Al parecer, el empleo del fieltro de carbono como soporte, tendría un rol importante sobre fenómenos de nucleación que habrían favorecido la formación de dichas partículas de óxido, en vez de la magnetita. No obstante, se demostró que la cantidad de Fe3O4 formada durante su electrodeposición (90oC), pudo ser suficiente como para remover más de la mitad de iones indicadores Mn2+ (_=60% de remoción) presentes en solución. / Tesis