identificacion de fenoles

8/10/2019 Identificacion de Fenoles

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TEMA:ANLISIS DE AGUAS

1. INTRODUCCIN

Pueden seguirse muchos criterios igualmente vlidos para hablar sobreanlisis de aguas. Vamos a ir presentando las determinaciones recogidas en laReglamentacin Tcnico-Sanitaria para aguas potables, finalizando con un apartadoen dnde se recopilen las determinaciones ms usuales en estudios de aguasresiduales y vertidos.

Como norma general, cada parmetro recoger informacin sobreprocedencia de la sustancia a determinar, niveles frecuentes en aguas naturales yresiduales y el fundamento de la tcnica o tcnicas analticas ms usuales para sudeterminacin, con indicacin de si trata de un mtodo oficial de anlisis.

2. CARACTERES ORGANOLPTICOS

1) Olor-sabor

Fisiolgicamente, los sentidos del gusto y el olfato estn ntimamenterelacionados ya que las papilas linguales y las olfativas detectan estmulossimultneos y complementarios. En la situacin habitual, las sustancias concapacidad de producir olor/sabor en un agua pueden interactuar en tres formas:

Aditividad:suma simple de olores/sabores.Sinergismo:incremento del olor/sabor con respecto a la suma simple delos individuales.

Antagonismo: reduccin del olor/sabor resultante con relacin a lo esperado poradicin simple.

Las fuentes de sabores y olores en un agua responden a dos orgenes:naturales y artificiales. Respecto a las primeras incluyen gases, sales, compuestosinorgnicos, compuestos orgnicos y compuestos procedentes de la actividad vital delos organismos acuticos. Los compuestos productores de olor/sabor de origenartificial pueden ser tambin orgnicos e inorgnicos y estn probablemente msdefinidos, al poder identificarse la fuente concreta productora del problema. Pasemosrevista brevemente a ambos.

Compuestos inorgnicosEl H2S con su tpico olor a huevos podridos en concentracin alta y a moho opantano en concentraciones bajas es suficientemente conocido. Se suele detectaren aguas poco oxigenadas y en aguas profundas de lagos durante la estratificacintrmica (verano/otoo). As mismo, la mayora de las sales y minerales producenolor salado o metlico en un agua, siendo el umbral de percepcin tremendamentesubjetivo. Metales que habitualmente producen sabores en un agua son Fe, Mn y


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Zn; mientras entre los aniones, deben citarse CI-, S04=, HCO3- y NO3

-. Es tpicotambin el sabor que produce en el agua el cloro o hipoclorito usado en sutratamiento, especialmente si el agua a tratar lleva compuestos fenlicos (sabor a

clorofenoles, o "medicamentoso").

Compuestos orgnicosDe entre los de origen natural ctense a los siguientes:Geosmina, aceite neutro de frmula C12H22O con un olor terroso o leoso, producidopor especies de Actinomicetos.Mucidona, metabolito de frmula C12H18O2 con persistente olor a moho.Otros odorantes tpicos pueden ser metil-isoborneol, metilmercaptanos, sulfuro dedimetilo, etc.

Adems, benceno y sustancias afines tienen tanto origen natural como industrial y nose perciben en un agua salvo que estn en concentraciones altas. Finalmente,

mencinese a los detergentes debido a los perfumantes que contienen.

Los organismos potencialmente productores de olor/sabor en las aguas, sonprcticamente todos los que pueden vivir en ellas, es decir, algas, hongos, bacterias,cianofceas, organismos zooplanctnicos y en general, los encargados de llevar acabo la putrefaccin de materias orgnicas y su descomposicin. La cloracin deaguas para bebida que porten cantidades apreciables de materias orgnicasproducen aguas con problemas de olor y sabor, poco apreciadas por el consumidorque automticamente identifica estos problemas con exceso de cloro en el agua, loque no es la verdadera causa.

Finalmente, la incidencia y problemtica asociada a los olores y sabores en elagua potable viene marcada por dos aspectos: pH y temperatura. Y ello es debido aque, en general, las sustancias con incidencia organolptica suelen estar afectadaspor un equilibrio cido-base, en que slo una de las formas es la que produce elproblema. Adems, cualquier sustancia que provoque olor/sabor acenta estacircunstancia cuando su presin de vapor y su volatilidad son mayores, es decir,cuando la temperatura del agua es ms alta. La TABLA recoge algunos olores-sabores tpicos potencialmente detectados en aguas.

La tcnica de anlisis ms usual es el mtodo de las diluciones (mtodooficial) que es un mtodo de lmites. Se trata de determinar el grado de dilucin

necesario para lograr la desaparicin de un determinado tipo de olor o saborpresente en un agua. Se requieren varias personas (panel de catadores) paraconseguir unos resultados aceptables. Lgicamente, el agua utilizada en lasdiluciones habr estar exenta de cualquier tipo de olor o sabor, requirindose, pues,agua destilada sometida a algn tratamiento especfico para eliminar este problema(como filtracin a travs de carbn activo).

Estos caracteres deben ser tomados en cuenta en el momento de la toma:ciertos olores pueden desaparecer, por ejemplo, en el transporte.


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2) Color

El color de un agua se debe, fundamentalmente, a diferentes sustancias

coloreadas existentes en suspensin o disueltas en ella. En aguas naturales el colorproviene de las numerosas materias orgnicas procedentes de la descomposicin devegetales, as como de diversos productos y metabolitos orgnicos quehabitualmente se encuentran en ellas (colocaciones amarillentas). Adems, lapresencia de sales solubles de Fe y Mn (aguas subterrneas y superficiales pocooxigenadas) tambin produce un cierto color en el agua.

En aguas naturales de lagos y embalses suele existir una relacin directaentre color y pH, de forma que cuando aumenta el segundo lo hace el primero. Enaguas de lagos y embalses, el color del agua profunda durante la poca deestratificacin trmica es marcadamente ms alto al del agua superficial. Por otro

lado, las colocaciones rojizas observadas a veces en aguas de bebida proceden delhierro y las negras del manganeso divalentes que se oxidan por la adicin de cloro uotros agentes oxidantes, generndose la correspondiente precipitacin deoxihidrxidos coloreados poco solubles. Otras veces, el color procede de la oxidacinde las propias conducciones de agua potable, que si son de cobre provocacolocaciones verde-azuladas. En este sentido, la importancia del color en el agua deconsumo es fundamentalmente, de carcter organolptico: cuando se toma aguacoloreada, ineludiblemente se la asocia a agua "peligrosa" para la salud. La mayorparte de los individuos perciben niveles de coloracin de unos 15 mg/l Pt-Co.Respecto a aguas residuales industriales, suelen presentar colocaciones en funcinde la actividad industrial que desarrollen: fbricas de pasta de papel evacuan aguas

parduzcas debido a la lignina; las aguas de mataderos son rojizas por la sangre; laslecheras y derivados lcteos producen aguas blancuzcas, etc...

Su medida se basa en el hecho de que el color producido por las sustanciasde carcter natural de un agua es muy similar al desarrollado por disoluciones demezclas de K2CI6Pt y CoCl2: la longitud de onda de mxima absorcin correspondeentonces a 430-440 nm. Este mtodo del cloroplatinato potsico (oficial) no seraaplicable a aguas residuales industriales fuertemente coloreadas por sustanciasinorgnicas.

3) Turbidez

La presencia de materias diversas en suspensin, arcilla, limos, coloidesorgnicos, plancton y otros organismos microscpicos da lugar a la turbidez en unagua. Estas partculas (de dimensiones variables desde 10 nm hasta dimetros delorden de 0.1 mm) se pueden asociarse a tres categoras: minerales, partculasorgnicas hmicas (provenientes de la descomposicin de restos vegetales), ypartculas filamentosas (por ejemplo, restos de amiantos). Las primeras provienen dela erosin de suelos y rocas, suelen estar revestidas de restos orgnicos, yconforman la mayor fraccin de las materias en suspensin de la mayora de lasaguas naturales. Los aportes de aguas turbias de escorrenta en poca de lluviasricas en materias minerales causan aumentos de turbidez en aguas de ros y


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embalses. Las algas en poca de su floracin tambin pueden provocar incrementosimportantes de turbidez en medios hdricos naturales.

Desde el punto de vista del agua potable de consumo pblico, se suelencorrelacionar valores altos de turbidez asociados a la aparicin de bacterias y virus.Por otro lado, los compuestos orgnicos productores de turbidez poseen un notableefecto adsorbente sobre los posibles plaguicidas existentes en un agua dificultandoas su eliminacin, adems de formar quelatos con metales produciendo el efectoanterior.

En aguas naturales, la turbidez suele evolucionar pareja a la del aporte deaguas de escorrentas al medio, a su vez provocada por la existencia de lluvias,especialmente, si stas son torrenciales o se producen en terrenos susceptibles defcil erosin. Si el medio hdrico es suficientemente profundo, los fenmenos de

sedimentacin natural provocan el descenso del valor turbidez con un efecto dilatadorespecto al trmino de los perodos de lluvias. En embalses y lagos, el perodo demezcla (invierno-primavera) viene caracterizado por alta turbidez en toda la columnade agua, mientras durante la estratificacin trmica (verano-otoo) las aguassuperficiales presentan baja turbidez que va incrementndose con la profundidad delagua. Cuando se trata de aguas residuales (domsticas o industriales) staspresentan altos valores de turbidez motivados por el contenido en diferentessustancias en suspensin, en gran parte de carcter orgnico, que albergan estasaguas.

Cuando incide en una muestra de agua un rayo luminoso, las partculas en

suspensin dispersan parte de la luz que penetra en la muestra. Esta luz dispersada(medida a una longitud de onda igual a 420 nm) se recoge sobre una clulafotoelctrica provocando una corriente elctrica en funcin de su intensidad, y por lotanto, del grado de turbidez de la muestra. Este es el fundamento de la nefelometra(mtodo oficial).

Se recomienda efectuar la determinacin tan rpidamente como sea posibledespus de la toma de muestra.

3. CARACTERES FISICOQUMICOS

4) Temperatura

La temperatura de un agua se establece por la absorcin de radiacin en lascapas superiores del lquido, estando ligada a la energa cintica media de susmolculas.

Las variaciones de temperatura afectan a la solubilidad de sales y gases enagua y en general a todas sus propiedades, tanto qumicas como a sucomportamiento microbiolgico. Aunque la temperatura de un agua superficial estligada a la irradiacin recibida, la de las aguas profundas de embalses y lagos denuestras latitudes experimentan una secuencia cclica caracterizada por dos


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perodos: (a) uno de "mezcla trmica" con temperatura similar en profundidad, y (b)otro de "estratificacin trmica" con aguas ms clidas en superficie y ms fras en elfondo e imposibilidad de mezcla vertical de capas de agua. Estos perodos rigen las

caractersticas fisicoqumicas de la masa de agua en cada caso.

La temperatura de las aguas subterrneas depende del terreno que drenan,naturaleza de las rocas, profundidad de la surgencia y fenmenos magmticos quepuedan existir. En este sentido, segn la Ley de Minas de nuestro pas, "son aguastermales aqullas cuya temperatura de surgencia sea superior en 4C a la mediaanual del lugar donde alumbren.

La medida de la temperatura de un agua es un mtodo muy simple y slorequiere la inmersin de un termmetro convencional o electrnico en el fluido, untiempo corto (generalmente, menos de 1 minuto) hasta lograr el equilibrio trmico. Esmtodo oficial.Debe efectuarse en el momento de la toma de muestra.

5) pH

El pH de un agua se debe sobre todo al equilibrio carbnico y a la actividadvital de los microorganismos acuticos. Respecto a lo primero, la secuencia deequilibrios de disolucin de CO2 en un agua, y la subsiguiente disolucin decarbonatos e insolubilizacin de bicarbonatos, alteran drsticamente el pH decualquier agua. Adems, la actividad fotosinttica reduce el contenido de CO2disuelto de un agua, mientras que la respiracin de los organismos hetertrofosproduce CO2causando un efecto contrario con respecto al pH medido. Por otro lado,

el aporte de cidos que naturalmente pueden acceder a un medio hdrico lo podraacidificar (as, por ejemplo, el H2S formado en aguas poco oxigenadas y con fuerteambiente reductor o los cidos hmicos provenientes de la mineralizacin de lamateria orgnica). Efectos de alcalinizacin natural de un agua pueden detectarseva disolucin de rocas y minerales de metales alcalinos y alcalinotrreos del terrenodrenado por un agua.

El valor de pH de aguas superficiales se encuentra en el intervalo de 6 a 8.5,pudiendo las aguas subterrneas presentar menores valores de pH que lassuperficiales. En lagos y embalses, el pH experimenta una evolucin espacial ytemporal ligada a la dinmica trmica del lago, de forma que esta variable disminuye

con la profundidad del agua. Adems, durante la mezcla la variacin es apenas de0.1-0.15 u.pH en toda la columna de agua; en cambio, durante la estratificacintrmica, en las aguas superficiales ricas en fitoplancton que usan CO2 comoalimento, se hallan valores de pH bastante ms altos que en profundidad. En estaszonas profundas, pobres en O2 y con abundantes microorganismos reductores, losvalores de pH son ms bajos, del orden de 1.0 u.pH inferiores a los de las aguas desuperficie. Respecto a los vertidos de aguas residuales, los valores de pH puedenoscilar mucho. As pues, aguas residuales domsticas exhiben valores de pHalgunas dcimas menores a los del agua potable de la que proceden; los vertidosindustriales, lgicamente, presentan diferentes valores en funcin de la actividadindustrial que los genera: aguas de minera, industrias metalrgicas, e industrias


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qumicas suelen tener carcter cido, y por contra, aguas de minas calcreasexhiben carcter bsico. Con relacin al agua potable, el consumo de aguas convalores extremos de pH pueden provocar irritaciones de mucosas y rganos internos,

e incluso procesos ulcerosos. Adems, aguas con pH1.000S/cm frente a


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Gas muy relevante en dinmica de aguas, su solubilidad es funcin de varios

factores: temperatura, presin, coeficiente de solubilidad, tensin de vapor del gas,

salinidad y composicin fsico-qumica del agua, siguiendo las leyes de HENRY yDALTON. Adems, el porcentaje de saturacin en O2 de un agua depende de laturbulencia, de la superficie de contacto entre gas y agua y finalmente, de susalinidad, sobre todo de su contenido en CI-.

Las aguas corrientes superficiales no polucionadas suelen estar bienoxigenadas, e incluso sobresaturadas (>7-8 mg/lde O2). La oxigenacin en un aguanatural es mayor durante el da que en la noche, ya que en ausencia de iluminacinla fotosntesis cesa, mientras el consumo de O2 en funciones respiratorias semantiene. En lagos y embalses de cierta profundidad existe una dinmica en laevolucin espacial y temporal de O2profusamente estudiada, y que est relacionada

con los perodos de mezcla y estratificacin trmicas experimentados por los lagos.Durante la mezcla, la masa de agua est globalmente bien oxigenada (unos 7 mg/lde O2 disuelto). Durante la estratificacin, las aguas de fondo estn muy pocooxigenadas 7 mg/l). Esta secuencia de oxigenacin-desoxigenacin arrastra otras ligadas alaspecto oxidante del gas respecto a las sustancias presentes en la masa de agua.

As pues, est comprobada la relacin directa entre aguas poco oxigenadas y altoscontenidos en Fe2+, Mn2+, amonio y fsforo mediante solubilizacin de compuestosoxidados del fondo y sedimentos del lago (sales de Fe3+, Mn4+y materias orgnicasricas en C, N y P) debido a accin microbiana y electroqumica. Cuando laoxigenacin es alta, se da la precipitacin de sales oxidadas a travs de fenmenos

opuestos a los anteriores. Las aguas subterrneas suelen estar poco oxigenadas yaque el intercambio gaseoso es nulo, la produccin fotosinttica tambin y puedeexistir algn consumo del poco gas existente en fenmenos de oxidacin de materiasorgnicas presentes en estas aguas.

Respecto al agua potable, si bien es conveniente su riqueza en oxgeno paraevitar fenmenos de anaerobiosis en la red de distribucin, por contra, una alta tasade O2 en tuberas de distribucin puede contribuir a fenmenos de corrosin demateriales metlicos que sirven a su vez de mecanismo de retroalimentacin para eldesarrollo de bacterias del Fe y del Mn que pueden provocar efectos de coloracin yturbidez en el agua potable de consumo.

Es interesante sealar la evolucin de la oxigenacin de un cauce natural alque se efecta un vertido residual rico en materias orgnicas. Aqu se puedendistinguir tres zonas: (a) "zona de degradacin", (b) "zona de descomposicin" y (c)"zona de recuperacin" (ver FIGURA). En (a) se inicia la descomposicin bacterianade la materia orgnica, decreciendo la oxigenacin del agua a un 40% de la desaturacin. En (b) el O2apenas existe, se producen desprendimientos de gases y lasaguas presentan aspecto pardo o negruzco. Por ltimo, en (c) (que se dilatar mscuanto ms polucin se aada al ro) comienza a oxigenarse el agua, ya que laproduccin fotosinttica de O2supera al gastado en la descomposicin bacteriana demateria orgnica.


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Sin duda, la tcnica ms empleada en la actualidad (mtodo oficial) es la que

usa una sonda sensible a la actividad del O2 disuelto provista de un electrodo

selectivo, una membrana permeable al O2y un electrodo de referencia.

9) Anhdrido carbnico libre

El CO2 es poco soluble en agua, si bien y pese a esto, en condicionesnormales este proceso es capaz de generar uno de los aspectos ms importantes yms estudiados de la Qumica del Agua, que recibe el nombre de "equilibriocarbnico", cuya formulacin qumica global responde a:

CO2 + H2O H2CO3 K1=10-3

H2CO3 H++ HCO3

- K2=10-6.35

HCO3- H++CO3= K3=10-10.33

El CO2 disuelto en el agua proviene de la respiracin de los organismosacuticos no fotosintticos, de la descomposicin de materias orgnicas, de ladisolucin cida de carbonatos y de la lluvia. Su eliminacin, se producefundamentalmente a travs de la funcin cloroflica realizada por plantas ymicroorganismos fotosintticos. En un agua natural, los equilibrios anteriores sonms complejos por la intervencin de los iones disueltos del agua, especialmente deCa2+ y Mg2+, cationes mayoritarios en las aguas, producindose la competencia entrebicarbonatos relativamente solubles, y carbonatos ms insolubles, de los metalesanteriores.

De este modo y haciendo una sntesis de todo el complejo proceso, cuando enun agua existe CO2 libre, ste tiende a reaccionar con los carbonatos presentes,solubilizndolos a travs de su transformacin en bicarbonatos y alcalinizando elagua. Por contra, los propios bicarbonatos pueden a su vez disociarse einsolubilizarse rindiendo CO2 y acidificando el pH del medio. A esta dinmica sedenomina "equilibrio carbnico" de un agua.

As, un agua puede calificarse de "agresiva" si disuelve CaCO3de las paredesde una tubera o depsito, con lo que adems, incremento su valor de pH. Por

contra, si deposita carbonato desde el bicarbonato soluble y reduce su valor de pH,se califica de "incrustante". Estos fenmenos tienen gran importancia, tanto enaguas naturales, como en distribucin de aguas debido a las alteraciones de losmateriales de tuberas y canalizaciones que podran acarrear.

Por todo lo dicho, un conocimiento lo ms exhaustivo posible de lasconcentraciones de especies qumicas involucradas en estos procesos esfundamental en analtica de aguas. Para conseguirlo deben conocerse los siguientesparmetros analticos: pH, CO3

=, HCO3-, CO2 libre, CO2 total, residuo seco y

concentracin total de Ca. Se puede calcular un valor de pH, propio para cada agua


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y dependiente de la temperatura, en el cual no manifiesta tendencia ni a precipitarcarbonato, ni a solubilizarlo; a esta magnitud se la denomina "pH de equilibrio" o pH ey su clculo es fundamental en estudios de aguas.

El CO2 libre se determina mediante valoracin cido-base con disolucin deNaOH diluida, utilizando fenolftalena como indicador de punto final (mtodo oficial).Tambin se podra usar un mtodo potenciomtrico para la indicacin del pH final(8.30). Se considera que el contenido en CO2 total de un agua es la suma del CO2libre ms el que existe en forma de bicarbonatos y carbonatos.

3. DETERMINACIN DE ANIONES

La determinacin simultnea de numerosos aniones en aguas puede realizarse

mediante cromatografa inica. A continuacin se recogen los aniones msfrecuentes en aguas naturales y los mtodos de determinacin individuales.

10) Cloruros

Especialmente abundantes en los ocanos, a donde acceden especialmentepor disolucin de depsitos minerales de sal gema (NaCI), representan hasta un0,05% de la litosfera. La concentracin de CI-en aguas de superficie no polucionadasse sita alrededor de 20-40 mg/l e incluso menores. En ros, es tpico su incrementoa lo largo del recorrido del cauce fluvial desde su nacimiento hasta sudesembocadura. En aguas subterrneas, las concentraciones pueden variar

extraordinariamente en funcin de episodios de intrusin marina en determinadosacuferos (el agua salada tiene hasta 19 gll del ion): as, en zonas del Levanteespaol se han medido hasta 2 gll (Valencia, Castelln); sin embargo, tambinpueden medirse contenidos tan bajos como 5 mg/l.

Cloruros, fosfatos y nitritos son indicadores tpicos de contaminacin residualdomstica vertida a un cauce natural. Esto, adems, puede servir de seal de alertaacerca de la probabilidad de que el agua presente contaminacin tambin decarcter microbiolgico patgeno e indeseable. El ion CI-es altamente corrosivo y dalugar a deterioros y picaduras en tuberas y sistemas de distribucin de aguas, ascomo en equipos industriales que operen con aguas ricas en cloruros. As mismo, y

en funcin de su contenido, pH del agua y otros iones presentes en ella, puededegradar los hormigones. Con relacin al agua potable, la principal incidencia de loscloruros es la relativa al sabor que promueven: si bien depende del catin asociado,en general, cantidades de 200 a 300 mg/l son perceptibles en el agua de bebida porel consumidor medio.

Se puede emplear un mtodo volumtrico (argentometra) basado en lareaccin de precipitacin de los iones CI-por adicin de una disolucin valorante desales de Ag+ en medio neutro. Como indicador del punto final se utiliza una disolucinde K2CrO4que precipita cromato de plata insoluble de color rojo (es mtodo oficial).


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11) Sulfatos

Los sulfatos, sales solubles en agua a excepcin de los de Pb, Ba y Sr, se

hallan profusamente repartidos en todas las aguas. El ion procede fundamentalmentede los procesos de disolucin de yesos (CaSO4.2H2O), sin olvidar las cantidadesprocedentes de la oxidacin bacteriana de sulfuros. La concentracin de sulfatos enaguas es variable, oscilando entre 20 y 50 mg/len ros de Amrica del Norte y delNorte de Europa y contenidos sustancialmente mayores (>400 mg/l) en zonasmediterrneas.

Debe hacerse ahora mencin, por su importancia, al efecto desfavorable queproducen altos contenidos de sulfatos (tanto clcicos como magnsicos) en aguasdestinadas a obras pblicas, generando la sal de CANDLOT-MICHAELIS conocidacomo "cncer del cemento y que destruye irremisiblemente el hormign.

Como efecto positivo, ha de destacarse que aguas con importante contenidoen sulfatos, insolubilizan los metales pesados all presentes y minimizan su toxicidad.

Por ltimo, indquese que los sulfatos en un agua de bebida provocan saboresamargos, estando el urnbral de gusto en funcin del catin concreto que seamayoritario en el agua (por ejemplo, unos 350 mg/lpara sulfato sdico, y 500 mg/lpara sulfato magnsico.

El fundamento de la determinacin turbidimtrica de sulfatos (Mtodooficial) es la reaccin entre el anin SO4

= y el catin Ba2+ para formar un producto

insoluble, que con ayuda de una suspensin de goma arbiga permanece endisolucin un tiempo suficiente para su anlisis turbidimtrico mediante medidaespectrofotomtrica a una longitud de onda de 425 nm. Como mtodo de referenciase considera el mtodo gravimtrico, pero su ejecucin es larga, pues implicaprecipitacin con BaCl2 en medio HCl, digestin del precipitado, filtrado, lavado ycalcinacin. Adems requiere cierta destreza en su desarrollo.

12) Slice

El silicio, elemento qumico del grupo del carbono, est muy abundantementedifundido en la naturaleza prcticamente en todas las rocas (silicatos, feldespatos,

etc). De entre todos los silicatos, los de ms alta solubilidad son los de Na y K que sedisuelven tras meteorizarse previamente el mineral origen.

La slice en un agua responde a dos estados: slice coloidal o disuelta (cidosilcico). Estas dos especies se hallan en un equilibrio de polimerizacin ydespolimerizacin como el siguiente:

n(SiO2) + 2nH2O n(SiOH)4


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siendo (a 25C) la solubilidad de la slice coloidal de unos 120-140 mg/l, y estandoafectada la del cido silcico por otros iones en disolucin (el Al3+ lo precipita) y porsu disociacin (pH>9.0) que incrementara la solubilidad.

Las concentraciones de SiO2en aguas naturales oscilan entre 1 y 30 mg/l. Enaguas de lagos y embalses, la distribucin vertical en profundidad depende de laactividad de los microorganismos silceos (Diatomeas) que consumen slice y de ladevolucin de sta al medio hdrico a travs de la descornposicin de sus cadveres;lgicamente, tambin depende de la solubilizacin de las rocas silceas del vaso dellago, de la descomposicin de los silicatos por procesos bioqumicos y de fenmenosde coprecipitacin conjunta de SiO2yoxihidrxidos de Fe y Mn en aguas profundasde lagos y embalses. Por otro lado, se comprueba el incremento del contenido enSiO2 en un lago asociado a la entrada de aguas de escorrenta turbias ricas ensilicatos (y en aluminio) tanto en suspensin, como coloidales y parcialmente

disueltos, y el progresivo descenso de las concentraciones de la sustancia en funcinde la sedimentacin experimentada por el lago (al igual que sucede con el Al). El usoindustrial de aguas con altos contenidos en SiO2 presenta problemas pordeposiciones silceas que provocan abrasiones, grietas y roturas en elementosmetlicos de la caldera. Por contra, desde el punto de vista del agua potable parecehaberse encontrado relacin positiva entre el consumo de aguas con contenidos delorden de 15-20 mg/l de SiO2 y bajos niveles de incidencia de enfermedadescoronarias.

La determinacin rutinaria, es el denominado mtodo del molibdato (oficial)que sirve para determinar la slice que reacciona con el molibdato, no cuantificando

sin embargo, el contenido total de la sustancia en un agua sino slo la slice disuelta.El mtodo se basa en la reaccin a pH=1.2 entre la slice y el cido molbdico paraformar un heteropolicido que posteriormente reducido, proporciona una coloracinazul susceptible de medida colorimtrica a 815 nm. Cuando existe tambin slicecoloidal, puede determinarse el contenido total tratando la muestra previamente conbicarbonato sdico y cido sulfrico.

13)Fluoruro

El flor, el ms electronegativo de los elementos qumicos conocidos, seencuentra en la litosfera en diversos minerales, como topacio fluorita (CaF2),

fluorapatito (CaF2.3Ca3(PO4)2) etc..., as como integrante de algunas micas(flogopita). Dada la escasa solubilidad de estas rocas y minerales, la presencia defluoruro en aguas es minoritaria.

As pues, la concentracin de F-en aguas naturales no suele superar en valormedio el mg/l, pudiendo ser mucho mayor en zonas volcnicas ricas en rocasfluoradas (hasta 20 mg/len zonas de Kenya), y en algunas aguas minerales. En estesentido, aguas minerales de la cornisa cantbrica espaola (hasta 6 mg/l) estnabundantemente fluoradas. Por otro lado, los vertidos residuales procedentes deindustrias del vidrio pueden contener habitualmente hasta 100 mg/l.


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Sin duda, el inters que el F despierta en aguas se debe a su uso paraprevenir la caries dental en la poblacin que consume agua fluorada. Esta prctica,propugnada por la Organizacin Mundial de la Salud, est avalada por estudios que

evidenciaron correlaciones entre comunidades que consuman aguas con nivelesmoderados de F (del orden de 1.5 mg/l) y menores tasas de aparicin de cariesdental. Recurdese a tal efecto que el flor es integrante del esmalte dental. Porcontra, tambin se comprob la relacin entre consumo de aguas con niveles altosde F- y aparicin de fluorosis (enfermedad caracterizada por el moteado de losdientes) por un lado, y probables relaciones entre consumos elevados de F- yproblemas renales y de descalcificacin de los huesos (sobre todo en personas deedad) por "secuestro" del calcio por parte del anin F- dentro del organismo. Ensntesis, si bien es una medida implantada en muchas comunidades (por ejemplo, enla Comunidad Andaluza, desde 1985) no est exenta de polmica.

Normalmente, en anlisis rutinario de fluoruros sigue una tcnica ionomtricaque es mtodo oficial. Se usa un electrodo selectivo de fluoruros, cuyo elementosensible es una membrana de fluoruro de lantano a travs de la cual se estableceuna diferencia de potencial por parte de disoluciones de fluoruro de diferenteconcentracin. Se requiere un electrodo de referencia de calomelanos (o deplata/cloruro de plata) y un voltmetro de suficiente precisin. Para que las medidassean ptimas se utiliza una disolucin de ajuste de fuerza inica y pH en muestras ypatrones, compuesta de cido actico y cloruro sdico a pH = 5-5.5

4. ANLISIS DE CATIONES

14)Calcio

Elemento muy frecuente, normalmente forma sales solubles con muchosaniones (bicarbonato, sulfato, cloruro, fluoruro, etc ... ) lo que lo convierte en el catinmayoritario en las aguas, superando como media, la veintena de mg/l. El Ca pasa alagua por dos vas: (a) disolucin cuando proviene de sulfatos y silicatos; (b) por laaccin agresiva del CO2 disuelto en el agua cuando se trata de Ca presente encalizas, margas y dolomitas (esto mismo puede decirse del magnesio).

En aguas, el denominado "equilibrio carbnico" establece una relacin entre el

bicarbonato clcico (soluble) de un agua y el carbonato de calcio, (poco soluble) quese solubiliza por medio del CO2 disuelto en aqulla. El proceso qumico se puedeesquematizar como:

Ca(HCO3)2 CO2+CaCO3

Las concentraciones de Ca en aguas varan mucho, estando asociadas alnivel de mineralizacin; por esto mismo, las aguas subterrneas presentancomnmente ms altos contenidos que las superficiales. La presencia de Ca enagua potable la dota de "sabor" que depender del anin mayoritario presente. As


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mismo, este metal posee un papel fisiolgico importante en la construccin del tejidoseo y en la transmisin nerviosa como neurotransmisor celular. Adems, parecenexistir correlaciones negativas entre consumo de aguas con contenidos elevados en

Ca y menor aparicin de enfermedades cardiovasculares.

Una tcnica muy utilizada es la de absorcin atmica con llama (mtodooficial). Se opera con lmpara del propio elemento a 422.7 nm y llama de aire-acetileno. Otra tcnica muy empleada como mtodo rutinario es lacomplexomtrica con AEDT (tambin mtodo oficial) que se resear en elapartado correspondiente a dureza total, por estar ntimamente relacionada con sta.

15)Magnesio

Elemento frecuente bajo forma de carbonatos, sulfatos y cloruros, as como en

silicatos. En aguas salobres puede alcanzar hasta los 1.3 g/l, mientras susconcentraciones medias en aguas no marinas se sitan alrededor de 20-40 mg/l(segundo catin mayoritario tras el Ca). En ros, la concentracin del metal sueleaumentar desde el nacimiento hasta la desembocadura por disolucin de rocas yminerales del terreno.

Tambin el Mg (como el Ca) est involucrado en un equilibrio "carbonatoinsoluble-bicarbonato soluble" responsable de procesos de incrustacin y agresinen tuberas de aguas:

MgCO3+ CO2 Mg(HCO3)2

Adems, la descomposicin trmica del bicarbonato de magnesio genera hidrxidoinsoluble y desprende CO2 particularmente agresivo frente a diversos materialesmetlicos y no metlicos.

El Mg (fundamental para la fotosntesis como integrante de la clorofila) estambin importante en ciertos sistemas enzimticos e interviene en la formacin delos huesos. Parece que el consumo de aguas con bajos niveles del metal < 15 mg/l)se relaciona con altas tasas de enfermedades coronarias. Por otro lado, el contenidoelevado de Mg en aguas de bebida puede provocar efectos laxantes y sabor amargo.

El mtodo oficial es el de absorcin atmica, generalmente con llama,operando a 285.2 nm y con llama de aire-acetileno. Tambin se puede calcular elcontenido en magnesio de un agua aplicando la tcnica complexomtrica con

AEDT usada para la dureza total

16) Dureza total

Con los criterios actuales la dureza total se define como la suma de lasconcentraciones de Ca y Mg, ambos expresados como carbonato clcico, en mg/l.


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En la determinacin complexomtrica de dureza con AEDT (mtodo oficial)existen varios equilibrios en competencia: por un lado, los iones Ca2+y Mg2+formandos complejos tipo quelato con la sal disdica del cido etilndiaminotetractico

(AEDT) de constantes de formacin ligeramente diferentes. La desaparicin de lasltimas trazas de ambos cationes disueltos se pone de manifiesto por el viraje de unindicador especfico (negro eriocromoT) y sensible a una mnima concentracin deMg2+ con l complejada lo que provoca su cambio de coloracin. Si el agua estconvenientemente tamponada en medio amoniacal (pH=10) se forman complejosamoniacales del Ca2+y Mg2+presentes en aqulla de cierta estabilidad, que impidenla precipitacin de los metales. A medida que se va adicionando AEDT al medio seproduce primero la valoracin del Ca2+ (que queda desplazado de su complejoamoniacal) por formacin del quelato con AEDT, y una vez agotado aqul sevalorara el Mg2+por nuevo desplazamiento del complejado con amonio. Finalmente,el desplazamiento de una mnima cantidad adicional de Mg2+aadida a la disolucin

y complejado desde el principio con un indicador coloreado, para formar el quelatocon AEDT, pondra de manifiesto la complejacin total de todo el Ca2+ y todo el Mg2+existentes.

La complexometria del calcio es una complejacin selectiva del catin conAEDT a un pH fijo (12-13) en el cual no se da la formacin del complejo AEDT-MG.Tambin se utiliza un indicador coloreado, en este caso murexida, como punto finalde la volumetra.

17) Sodio

El Na es un elemento abundante que se encuentra en la litosfera en forma desales diversas (cloruros, sulfatos, silicatos y feldespatos). Dada la alta solubilidad delas sales de Na, en muchas aguas es el catin ms frecuente despus del Ca inclusosuperando las concentraciones de Mg. Si bien es especialmente importante sucontenido en aguas marinas (unos 10 g/l) en las aguas continentales es msmodesta: entre 1 y 300 mg/l dependiendo de la composicin del terreno sobre el quediscurra el cauce hdrico. Por otro lado y en general, las aguas subterrneas y lascosteras con fenmenos de intrusin marina poseen cantidades de sodio superiores.En este aspecto, ha de comentarse que se suele comprobar una correlacin entreniveles altos de Na en aguas naturales y niveles as mismo elevados de fluoruro.

En aguas de bebida, el Na influye sobre su sabor estando el umbral de

percepcin asociado a la temperatura de consumo y anin presente. Como ejemplos,son aguas spidas las que contienen ms de 20 mg/l de Na2CO3o ms de 420 mg/lde NaHCO3. Fisiolgicamente, es conocida la relacin entre el Na y trastornoscardiovasculares, hipertensin, enfermedades renales, cirrosis heptica, toxemias deembarazo, etc...

La determinacin rutinaria es por emisin atmica con llama, operando auna longitud de onda de 589.0 nm y con llama de aire-acetileno. Tambin se podratrabajar con absorcin atmica (mtodo oficial) a la misma longitud de onda.


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18) Potasio

Se trata de uno de los cationes mayoritarios en aguas naturales, en

consonancia con su amplia difusin en la naturaleza bajo forma de cloruro, sulfato,fluoruro y fosfatos, as como en arcillas y micas (en forma de K interlaminar). Pese alas oscilaciones en su concentracin, en general, las aguas no suelen presentarcontenidos superiores a unos 15 mg/len este elemento. Es interesante sealar queel contenido relativo de K a lo largo de un ro suele disminuir a la vez que el de Na seincremento a consecuencia de la tendencia del potasio a sustituir al sodio contenidoen arcillas.

Debe indicarse as mismo, la existencia de un istopo radiactivo natural delpotasio, el 40K que contribuye a la radiactividad de fondo detectada en la cortezaterrestre.

Finalmente, el K es un elemento importante en la fisiologa humana (sistemanervioso y muscular), y corrosivo cuando se usan aguas que lo contengan encalderas e intercambiadores de calor.

Al igual que en el anterior caso, la determinacin rutinaria suele ser poremisin atmica con llama (aire-acetileno), operando a 766.5 mn. Opcionalmentepuede trabajarse con absorcin atmica (mtodo oficial).

19) Aluminio

El Al presente en aguas naturales proviene de la disolucin de silicatos yfilosilicatos, pudiendo encontrarse como sales solubles o compuestos coloidales: suconcentracin vara normalmente entre 0.1 y 10 mg/l. La dinmica del Al en aguasnaturales se inicia con la meteorizacin de rocas silicatadas que generan en unprincipio aluminio coloidal, posteriormente convertido en aluminio disuelto. Enembalses y lagos, las concentraciones de Al aumentan en profundidad durante elperodo de mezcla trmica debido a los aportes de aguas ricas en arcillas ensuspensin al lago. Cuando las escorrentas cesan y durante la estratificacintrmica, la cantidad de Al se reduce en toda la masa hdrica, salvo en aguasprofundas de lagos que experimenten una situacin grave de anoxia, que exhiben,por contra, una importante acumulacin de Al en profundidad. Dado que la

solubilidad del hidrxido de aluminio presenta un mnimo a pH=5.07, en aguas conpHs ms cidos se encuentra el Al en forma inica (Al3+) o complejado con cloruros ofluoruros, y a pHs bsicos (pH>9.0) debido a su anfoterismo, est como ionaluminato de alta solubilidad (AlO2

-).

La existencia de Al en aguas tratadas proviene del uso comn de sales dealuminio en coagulacin de aguas destinadas a consumo domstico. Respecto aesto, durante mucho tiempo se consider que exista relacin entre alta incidencia dela enfermedad de ALZHEIMER y el uso de agua de grifo rica en Al, en procesos dedilisis a que se someta a enfermos renales. Sin embargo, en la actualidad estepunto parece no confirmarse.


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Se puede determinar mediante espectrofotometra de absorcin molecular:

en medio tamponado actico, el aluminn (reactivo selectivo de Al) forma con el

metal un complejo de coloracin roja, susceptible de medida colorimtrica a 525 nm(mtodo oficial). Opcionalmente, se podra analizar aluminio en aguas medianteabsorcin atmica sin llama (cmara de grafito), operando a 309.2 nm (mtodooficial, as mismo). Tambin podran utilizarse otros sistemas ms avanzados deemisin atmica sin llamacomo el ICP.

5. COMPONENTES NO DESEABLES

20) Nitratos

La presencia de NO3-en aguas procede de la disolucin de rocas y minerales(muy frecuentes), de la descomposicin de materias vegetales y animales, deefluentes industriales y del lixiviado de tierras de labor en donde se utilizan abonosque los contienen profusamente como componentes en sus formulaciones.

En general, las aguas naturales de superficie no suelen contener ms de unos10 mg/le incluso con frecuencia no pasan de 1 mgl/ de la sustancia. Sin embargo,desde hace unos 20 aos se ha comprobado un gran incremento del contenido enNO3

- en muchas aguas, sobre todo subterrneas, relacionado con el uso ya antescomentado de fertilizantes nitrogenados. Estos aumentos han hecho que muchospozos y acuferos subterrneos se hayan de abandonar en su empleo para consumo

humano ante sus altos niveles de NO3-(>50 mg/l) y su evidente riesgo para la salud.Aunque en aguas residuales la presencia de NO3

-es mnima, s puede ser elevadaen las aguas ya depuradas procedentes de estaciones depuradoras, ya que elcompuesto se convierte en factor limitante del crecimiento en sistemas hdricos siexiste abundancia de fsforo, promoviendo fenmenos indeseables de eutrofizacinde aguas naturales.

Los nitratos tambin pueden estar implicados en la "metahemoglobinemia yen la generacin de nitrosaminas, as como en la aparicin de diversos tipos decnceres gstricos segn evidencias comprobadas.

Existen dos tcnicas, ambas oficiales, de aplicacin rutinaria: el mtodo

ionomtrico y el espectrofotomtrico UV. Existen adems procedimientos deanlisis colorimtrico utilizando diversos reactivos cromognicos. Los NO3

- de unagua pueden determinarse mediante un electrodo selectivo con una membrana inerteque desarrolla un potencial elctrico cuando se pone en contacto con un lquidointercambiador de iones por un lado y los NO3

- presentes en del agua problema porotro. Se requiere, adems, un electrodo de referencia de doble unin y disolucionesde ajuste de la fuerza inica de las disoluciones. Por otro lado, las medidas deabsorbancia UV a 220 nm permiten la determinacin de los nitratos, que sonabsorbentes a esta longitud de onda. No obstante, dado que las materias orgnicastambin absorben esta longitud de onda, se debe hacer una segunda lectura a 275


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nm, donde el nitrato no absorbe para obtener la medida relativa slo a nitratos. Esaplicable solo a aguas con bajo contenido en materia orgnica.

21) Nitritos

Especie poco estable qumicamente, su presencia en un agua suele indicaruna contaminacin de carcter fecal reciente. As pues, en aguas superficiales bienoxigenadas, la concentracin de NO2

-no suele superar 0.1 mg/l. Sin embargo, enros con contaminaciones de aguas residuales urbanas e industriales apreciablespueden medirse niveles muy superiores. Lgicamente, aguas subterrneassometidas a ambiente reductor y/o pobres en oxgeno, pueden contener tambinNO2

-. Las aguas profundas y desoxigenadas de lagos y embalses estratificadospresentan concentraciones de NO2

-sustancialmente ms altas que las detectadas enlas aguas de superficie.

Por otro lado, desde el punto de vista fisiolgico, es importante citar que losNO2

-al igual que los NO3-pueden ser txicos debido a su poder de transformar la

hemoglobina de la sangre en metahemoglobina incapaz de fijar el oxgeno y realizarcorrectamente la respiracin celular. Adems, reaccionan dentro del organismo conaminas y amidas secundarias y terciarias formando nitrosaminas de alto podercancergeno.

La tcnica rutinaria (mtodo oficial) es la del mtodo de ZANMELLI: setrata de hacer reaccionar los NO2

-de un agua con el cido sulfanlico en medio HCl,en presencia de amonio y de fenol, para formar un compuesto coloreado amarillo

susceptible de medida espectrofotomtrica a una longitud de onda de 435 nm.

22) Amonaco

Es etapa final de la reduccin de sustancias orgnicas e inorgnicas ricas ennitrgeno. En aguas oxigenadas, el amonio se oxida a NO2

-por accin de bacterias,partiendo bien de amonaco neutro o bien de sales de amonio. Dado que existe unequilibrio cido-base tal como el siguiente:

NH4++ OH- NH3+ H2O

de constante de acidez Ka=5,7110-10, se deduce que el valor del pH del aguadeterminar las diferentes concentraciones de amoniaco e ion amonio presentes encada situacin, y por lo tanto la actividad de cada tipo bacteriano concreto. Decualquier forma, el producto final es el ion NO2

-que a su vez puede ser metabolizadopara formar protenas y arninocidos. A la muerte del organismo vivo, otro tipo debacterias se ocupan de transformar las protenas en amonio segn un procesoreductivo.

El agua de lluvia puede presentar algunas trazas de amonio. Por su parte, lasaguas superficiales bien aireadas, generalmente contienen poco NH3 (no ms de


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0.100mg/l. Por contra, las aguas contaminadas por vertidos residuales domsticosexhiben concentraciones mucho ms elevadas (hasta 50 mg/l). En lagos y embalses,las concentraciones de amonio siguen una secuencia regida por la de estratificacin

y mezcla trmicas de la masa de agua, suficientemente estudiadas en bibliografa:durante la mezcla vertical y horizontal de la masa de agua coincidente con estacinde lluvias, los niveles de amonio apenas varan en la columna de aguamantenindose bajos


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H2S H++ HS- H++ S=

con valores de sus dos constantes de disociacin de 9.110-8 y 10-15,respectivamente. Esto supone, que a pH2,5 mg/l) en aguas residuales y enacuferos contaminados por emisiones ricas en B (Zonas de Granada y de Catalua).De cualquier forma, los niveles de B en aguas subterrneas son estadsticamentesuperiores a los de las aguas superficiales an en ausencia de contaminaciones. Enaguas marinas se hallan entre 4-5 mg/l de B.

Elemento esencial para el correcto desarrollo de las plantas,toxicolgicamente se demuestra su incidencia negativa sobre el sistema nervioso ydigestivo en seres humanos, (pudiendo provocar incluso la muerte a dosis muy altas)y siendo as mismo letal a dosis altas para muchas especies pisccolas.


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Este elemento se puede analizar fcilmente mediante una tcnica

espectrofotomtrica (mtodo oficial) basada en que en medio cido, el B forma conel cido carmnico un complejo coloreado susceptible de determinacin colorimtricatrabajando a una longitud de onda de 585 nm.

26) Carbono orgnico total

Este parmetro no cuenta con ningn mtodo oficial Una tcnica, no obstante,muy empleada es la de combustin-infrarrojos. En este caso, despus dehomogeneizar y diluir la muestra, se inyecta la misma en una cmara de reaccincaliente, rellena con un catalizador oxidante. Tras la vaporizacin del agua, se lograla oxidacin cataltica del carbono orgnico a 950C hasta CO2que transportado enun flujo de gas, se determinara mediante un analizador de IR no dispersivo.

27) Sustancias extrables al cloroformo

Tcnica en cierto desuso en la actualidad ante la proliferacin de mtodos msprecisos de anlisis, por ejemplo cromatografa de gases y cromatografa lquida dealta resolucin, puede ofrecer una visin general de la posible presencia decontaminantes de carcter orgnico en un agua potable, adems de poder servircomo tcnica de preconcentracin para compuestos orgnicos afines por elcloroformo, despus investigados por las tcnicas antes reseadas.

El mtodo (oflcial) se apoya en la afinidad de una amplia gama de sustancias

orgnicas por el cloroformo. Existen dos modificaciones a la tcnica, una que usacarbn activo como paso previo a la extraccin de los orgnicos por el lquido,y otraque emplea directamente la extraccin lquido-lquido entre el agua y el cloroformo.Posteriormente a la extraccin se procede a la gravimetra del residuo extrado.

28) Hidrocarburos

La tcnica oficial es mediante espectroscopa infrarroja: los hidrocarburos seextraen con CCl4y se determinan por espectroscopia infrarroja a la longitud de ondacorrespondiente la tensin C-H a 2920 cm-1.

Para determinar el contenido en cada hidrocarburo se emplea la cromatografade gases, inyectando el extracto, y empleando el detector de ionizacin de llama(FID).

Si las cantidades de hidrocarburos son importantes, un mtodo rutinario deanlisis muy empleado es la extraccin lquido-lquido de aceites y grasas, con undisolvente especfico como el triclorotrifluoretano (Fren 1-3), hexano, cloroformo,CCl4 o ter seguida de la gravimetra del residuo obtenido. El total de grasas yaceites extrados por el mtodo anterior contiene sustancias no polares y tambinpolares. Un mtodo aproximado de cuantificar el contenido en hidrocarburos y


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aceites no polares de la muestra, se apoya en la diferente afinidad de los aceites ygrasas por un adsorbente polar debido a su distinta polaridad. Para ello se utilizauna sustancia polar fcilmente eliminable del extractante por simple filtracin, por

ejemplo, gel de slice anhidra.

29) Aceites y grasas

Las grasas se extraen de la muestra, acidificada a pH 5, con tricloroetileno yluego se determinan gravimtricamente despus de la evaporacin del disolvente.

30) Fenoles

Son compuestos orgnicos derivados del benceno por sustitucin de tomosde hidrgeno por grupos hidroxilo. El compuesto tpico del grupo es el propio fenol

C6H5-OH, debiendo destacarse los cresoles o metilfenoles (CH3-C6H4-OH) y los tresdifenoles ismeros pirocatequina, resorcina e hidroquinona, de frmula generalC6H4(OH)2, as como compuestos fenlicos clorados, formados por cloracin defenoles originalmente presentes en aguas brutas: 1 2-clorofenol, 4-clorofenol, 2,4-diclorofenol y 2,4,6-triclorofenol.

En general, los fenoles no son sustancias comnmente presentes en aguanatural, salvo en las que atraviesan o fluyen por zonas de turberas aguas ricas enmaterias hmicas. Su procedencia est ligada a efluentes industriales procedentesde pasta de papel, explotaciones mineras, refineras de petrleo, alpechines,industrias qumicas y farmaceticas, as como a su uso en revestimientos y pinturas

bituminosas (postes de madera, tuberas y canalizaciones de aguas o de otrosfluidos).

El 2,4-diclorofenol es un intermedio de reaccin producido en el transcurso dela fabricacin industrial del herbicida 2,4-D. El 2,4,6-triclorofenol, preservante demaderas, es uno de los derivados fenlicos con mayor porcentaje de formacin enaguas cloradas: en algunas aguas cloradas se han llegado a medir hasta ms de 1g/l. Este compuesto posee poder mutagnico en algunos microorganismos. El 1pentaclorofenol, fungicida ampliamente empleado, puede hallarse en aguas desuperficie polucionadas en cantidades de hasta 10 /l, no encontrndose ms de 1g/l en aguas de bebida. Como en el caso anterior, tampoco est suficientemente

clara su posible accin mutagnica, ni su poder carcinognico. En general, loscontenidos de monofenoles, difenoles, tri y tetrafenoles en aguas naturales y aguasde bebida oscilan entre 1 y 10 g/l aportando a stas un desagradable gusto"medicamentoso" cuyo umbral de percepcin es tan bajo como 0.1-1.0 g/l.

Toxicolgicamente, niveles de 1 mg/lde fenoles en aguas naturales resultantxicos para los peces, mientras que concentraciones menores afectan a otrosorganismos acuticos, como moluscos, algas, protozoos, bacterias, con lo que elpoder autodepurador del cauce de agua disminuir de una forma muy sensible. Engeneral, los compuestos fenlicos pese a su poder bactericida y bacteriostticopueden degradarse por diversos microorganismo presentes en aguas naturales,


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especialmente del grupo de las Pseudomononas,. Finalmente, dgase que dada laescasa presencia de estos compuestos en aguas de bebida, su incidencia respectoal ser humano, suele ser mnima.

El mtodo de la antipirina (mtodo oficial) se fundamenta en que loscompuestos fenlicos presentes en un agua extrados mediante extraccin lquido-lquido, reaccionan con la 4-amino antipirina a pH=7.9 0.1 en presencia deferricianuro potsico para formar un complejo coloreado amarilloanaranjandosusceptible de medida espectrofotomtrica a 460 nm. Esta tcnica determina fenolesorto y meta sustituidos, y fenoles parasustituidos con grupos carboxilos, halgenos,metoxlicos o sulfnicos. En cambio, se dejan de determinar para-fenoles consustituyentes alquilicos, arlicos, nitro, benzoilicos, nitrosos o aldehdicos. Dada laimposibilidad de preparar patrones especficos de cada tipo de fenol concreto, se haadoptado la prctica de utilizar patrones de fenol puro. As pues, el mtodo indica

del contenido "mnimo" de fenoles de un agua. Para la determinacin de fenolesindividuales se utiliza la cromatografa de gases o lquidos, generalmente previapreconcentracin mediante extraccin lquido-lquido o extraccin en fase slida.

31) Detergentes

Pueden dividirse en tres grandes grupos, aninicos, no inicos y catinicos,dependiendo de su grupo polar hidrfilo. El grupo polar es el componente"tensioactivo" responsable de rebajar la tensin superficial y de este modo facilitar la

"retirada" de los compuestos grasos y en general, de la suciedad de prendas devestido y diferentes tiles domsticos. Las formulaciones de los detergentes sonvariadas aunque suelen presentar un contenido de tensioactivos menor del 35%, conuna proporcin mayoritaria de "coadyuvantes" en el efecto limpiador: agentescomplejantes, secuestrantes, dispersantes, enzimas, aditivos, etc... Comodetergentes aninicos ctense los alquilsulfatos primarios, alquilsulfatos secundarios,alquilsulfonatos, sulfatos de amidas grasas, alquilarilsulfonatos, y amidas grasassulfonadas, entre otros. Catinicos son, por ejemplo, los constituidos por sales deamonio cuaternario conjugados con halgenos. Finalmente, detergentes no inicostpicos son los obtenidos por polimerizacin de xido de etileno con diferentesalcoholes. Los primeros detergentes utilizados posean cadenas de hidrocarburos

ramificadas (detergentes "ABS") que a la postre se comprobaron pocobiodegradables, con problemas acusados de persistencia en el medio hdrico. Porello, la Legislacin espaola los prohibi a partir de enero de 1969 (Decreto de 20-1-68). Posteriormente, y hoy son los mayoritariamente utilizados, se formularondetergentes de cadena lineal (detergentes "LAS") con lo que su carcterbiodegradable se incremento notablemente. La biodegradabilidad es la posibilidadde transformacin del detergente en sustancias inocuas mediante accin biolgica,con lo cual su efecto polucionante se minimiza.


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Adems del elemento tensioactivo, el detergente contiene otras sustanciasdiversas, entre las que han de destacarse los polifosfatos, carbonatos, silicatos,sulfatos y perboratos. En este sentido, el aporte de fosfatos provenientes de

detergentes evacuados en las aguas residuales est siendo extensamente estudiadodesde los aos 80, desde la ptica de su incidencia sobre el fenmeno de laeutrofizacin de medios hdricos. Recurdese que una alta productividad primariapropicia a su vez la aparicin de crecimientos incontrolados de depredadoreshetertrofos, cuya dinmica vital incremento notablemente la materia orgnica de lamasa de agua, agotando el oxgeno de sta y promoviendo su trnsito hasta estadosanxicos y fuertemente "contaminados" por materia orgnica en descomposicin, enltimo extremo. La presencia de sales de boro en los detergentes propician elincremento paulatino del contenido en este elemento en aquellas aguas superficialeso subterrneas que reciben aportes de detergentes. Dada la inercia del boro en lapotabilizacin del agua, el aumento del elemento en las aguas de consumo tambin

resulta evidente. Otro efecto negativo asociado al vertido de aguas ricas endetergentes es la formacin de espumas, que adems de un impacto estticonegativo notable, provocan una grave perturbacin en el intercambio de oxgenoentre el agua y la atmsfera, as como en los procesos de sedimentacin en lasestaciones depuradoras de aguas y en el propio proceso de depuracin biolgica.

En general, las concentraciones de detergentes aninicos (los ms usados) enaguas residuales domsticas oscilan entre 1 y 20 mg/l, mientras en aguassuperficiales, las concentraciones no suelen superar 0.5 mg/lsalvo en la proximidadde vertidos de aguas residuales.

Desde el punto de vista toxicolgico, un alto contenido en detergentes de unagua puede provocar irritaciones en piel y rganos internos, as como efectosdepresivos en el ser humano. El sabor en un agua se detecta para concentracionesde 0.2 mg/l y la formacin indeseable de espuma, para contenidos de 0.3 mg/l enagua potable. Por ltimo, se ha comprobado que contenidos de detergentes de 2.5mg/l afectan al crecimiento de las plantas, y concentraciones de 5-6 mg/l son txicaspara algas y peces en general.

La metodologa tpica por excelencia para el anlisis de detergentes aninicos(los ms frecuentes) en aguas es la tcnica del azul de metileno (mtodo oficial).Las molculas tensioactivas aninicas del detergente, forman pares inicos con el

azul de metileno, que pueden ser extrados en cloroformo, determinndosefotomtricamente a 650 nm. Las tcnicas cromatograficaspermiten la separacin ycuantificacin de los distintos compuestos individualmente.

32) Compuestos organoclorados

Dentro de esta categora de "compuestos organoclorados", pueden incluirse atoda la serie de molculas orgnicas halogenadas presentes en un agua, y que sonindicativas de su contaminacin por compuestos qumicos sintticos: TEM,disolventes orgnicos tales como tricloroetano y tetracloroetano, diversos alcanos yalquenos halogenados, pesticidas y herbicidas clorados, PCB, compuestos


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aromticos clorados y sustancias hmicas cloradas. Vamos a referimos en concretoa dos grupos de organoclorados cuyo anlisis es prcticamente rutinario: THM(trihalomentanos) y compuestos adsorbidos sobre carbn activo (tambin

denominados AOX).

Los trihalometanos (THM) son compuestos monocarbonados (o inclusodicarbonados) con sustituyentes halogenados. Su descubrimiento en la dcada delos aos 70 dio lugar a una importante serie de investigaciones alternativas sobre sugeneracin en el agua, y acerca de su incidencia en el ser humano. Se producen porcloracin de otros compuestos orgnicos "precursores", del tipo de sustanciashmicas e incluso algas, presentes en las aguas brutas sometidas a potabilizacin.Un agua rica en precursores de THM sometida a cloracin experimenta una complejaserie de reacciones qumicas conducentes a la rotura de los anillos aromticos y agenerar compuestos monocarbonados y dicarbonados simples con sustituyentes

halogenados, en especial, cloro, bromo y iodo. El mecanismo concreto de formacindiscurre actuando el cloro por etapas como agente electrfilo que ataca la posicionesdel anillo bencnico unidas a grupos OH , a los que transforma en grupos xido,perdiendo aromaticidad el anillo, hasta que se da la total apertura y rotura del mismoen unidades ms pequeas.

En la formacin de THM colaboran todas las sustancias polifenlicas de unagua. Adems, incrementos del pH del agua, de temperatura, de contenidos enbromuros y ioduros y de las dosis de cloro aplicadas en la potabilizacin conducen ala generacin de cantidades importantes de THM en el agua tratada. El empleo deotros oxidantes como ozono, dixido de cloro y cloraminas da lugar a una menor tasa

de generacin de estas sustancias en el agua tratada.

Los THM ms frecuentes en aguas de bebida son cloroformo,diclorobromornetano, dibromoclorometano y bromoformo siguiendo su proporcinrelativa el orden de cita anterior. Recientemente, se han encontrado otroscompuestos halogenados con 2 tomos de carbono, si bien con una incidenciamnima. Las concentraciones totales de los cuatro THM ms frecuentes no suelensuperar 1.00 mg/l, estando normalmente alrededor o por debajo de 100 g/l. Enaguas tratadas de algunos paises de Europa (incluida Espaa) los contenidos deTHM no rebasaban los 90 g/l, siendo ms altos en aguas superficiales de ros concierto grado de contaminacin, muy salinas y con altos contenidos en cloruros y

bromuros.

Toxicolgicamente, los THM son depresores del sistema nervioso central ypueden afectar negativamente las funciones hepticas y renales. El consumo deaguas con altos contenido en THM puede correlacionarse positivamente con unamayor incidencia en la aparicin de episodios de cncer heptico siendo el efectoms negativo el provocado por los THM bromados frente a los clorados. Sinembargo, debe hacerse hincapi en que con los niveles normalmente muy bajosencontrados en aguas de consumo, la correlacin causa-efecto respecto al podercancergeno de estos compuestos no est totalrnente clara: segn la OMS elconsumo de aguas con contenidos de 30 g/l de cloroformo presenta un riesgo


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adicional de producir cncer cifrado en 1 por 100.000, proporcin muy exigua frente aotros compuestos txicos habitualmente consumidos en mayores dosis por elhombre.

El anlisis de THM aplica como tcnica ms habitual y tambin mtodo oficialla de extraccin con disolventes adecuados (pentano, hexano o metilciclohexano)y determinacin de cada especie en particular mediante cromatografa de gasesequipada con detector de captura electrnica.

Con relacin a los AOX se aplica normalmente una tcnicamicroculombimtrica como final de un proceso complejo que requiere variasetapas: (a) adsorcin sobre carbn activo de los compuestos halogenados; (b)elucin de los haluros inorgnicos presentes en el carbn por desplazamientocompetitivo con iones nitrato; (c) introduccin del carbn activo con la materiaorgnica adsorbida en un horno para pirolizar el carbono orgnico a CO2 y loshaluros a haluros de hidrgeno, HX, y (d) transporte de los HX en corriente de gasportador hacia una clula de titulacin microculombimtrica, en la cual se cuantifica elcontenido en haluro mediante la medida de la corriente generada por la precipitacinde los haluros con sal de plata.

33) Hierro

Elemento muy frecuente, se da en forma ferrosa Fe2+y frrica Fe3+siendo lasolubilidad en agua de las sales ferrosas mayor que la de las frricas. Compuestosde hierro tpicos son sus oxihidrxidos, carbonatos y sulfuros.

En aguas de superficie generalmente el Fe se encuentra en forma trivalente yen niveles muy bajos (0.1-0.3 mg/l) ya que en las condiciones fisicoqumicashabituales de estas aguas el ion frrico es prcticamente insoluble. Por su parte elFe2+se encuentra slo si el agua est bajo condiciones anxicas, o bien en lagos oembalses estratificados trmicamente. En este sentido, las aguas subterrneasexhiben concentraciones de Fe algo superiores a las de las superficiales y casisiempre en forma ferrosa, por su relativo dficit en oxgeno. Adems, el Fe2+suelecomplejarse con las materias orgnicas presentes en las aguas, dificultando sueliminacin en la subsiguiente potabilizacin de stas.

La dinmica del Fe en un agua se mueve entre dos extremos tpicos: sidesciende la oxigenacin se puede producir el incremento de la concentracin de Fedivalente (ms soluble) a partir de la reduccin qumica o biolgica de las salesprecipitadas de Fe trivalente presentes en el fondo de la masa de agua, pudiendoalcanzarse ms de 1 mg/l de Fe total. Esto ocurre en aguas profundas de lagosdurante la estratificacin trmica. Cuando se da la mezcla de aguas, la oxigenacinposibilita el descenso de los niveles de Fe (en este caso trivalente sobre todo) entoda la columna de agua. Estos fenmenos acaso sean de los ms estudiados enqumica de aguas.


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Desde el punto de vista fisiolgico, el Fe es muy frecuente en muchasprotenas (por ejemplo, hemoglobina, citocromos) as como en numerosos enzimasde oxidoreduccin. Respecto a esto, los dos equilibrios de xido-reduccin en que

interviene el metal y que son importantsimos a escala bioqumica responden a:

Fe Fe 2++ 2e- Eo=-0,44 VFe2+ Fe3++ e- Eo=+0,77

Para terminar, dgase que la ingestin de cantidades altas de Fe provocahemocromatosis (lesiones reversibles de diversa gravedad en varios tejidos). En elagua potable, adems, el Fe puede hallarse debido a corrosiones de tuberas dedistribucin, generando la aparicin de sabores astringentes y color, turbidez ymanchas en la ropa lavada y en los accesorios sanitarios.

Un mtodooficial es la absorcin atmica bien con llama de aire-acetileno, obien mediante cmara de grafito, midiendo en ambos casos a 248.3 nm.

Otra tcnica tambin oficial es la espectrofotomtrica. Por ejemplo, elmtodo de la ortofenantrolina basado en la formacin de un complejo coloreado entreFe2+y ortofenantrolina susceptible de determinacin colorimtrica a 510 nm. Todo elFe presente se oxida en primer lugar con HCI caliente a Fe3+, que posteriormente sereduce a Fe2+con cido ascrbico.

34) Manganeso

De amplia difusin en la naturaleza, es probablemente uno de los metales msimportantes en la dinmica de aguas naturales. As, en aguas bien oxigenadas nopresenta alta concentracin (pocas decenas como mucho de g/l) pues loscompuestos all existentes (Mn4+,Mn6+) son relativamente poco solubles. Las salesde Mn2+s tienen mayor solubilidad pero en medios aireados se oxidan precipitandooxihidrxidos. El Mn en un agua puede estar disuelto, como coloide o asociado amaterias orgnicas que lo estabilizan fuertemente, implicando dificultades cara a suposterior eliminacin en la estacin potabilizadora de aguas.

La dinmica del Mn es similar a la del Fe antes descrita. De este modo,nicamente existen contenidos significativas de Mn en aguas subterrneas cuandoen ausencia de O2se produce la disolucin qumica y microbiana del metal y cuando

las aguas superficiales se encuentran desprovistas de aquel gas (embalses y lagosestratificados trmicamente) donde pueden superarse ampliamente los 2-3 mg/l.Esta dinmica est muy estudiada en muchos sistemas naturales.

En concreto, durante la mezcla trmica de aguas del lago los niveles de Mn enprofundidad son bajos pues el medio est suficientemente aireado. Por contra, enlas aguas profundas desoxigenadas durante la estratificacin trmica, lasconcentraciones aumentan mucho por redisolucin en ambiente reductor de loscompuestos oxidados de Mn presentes en el lodo y sedimentos slidos del fondo delvaso del lago. El Mn se considera como metal traza "esencial" fisiolgicamente


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interviniendo en el correcto funcionamiento de las flavoproteinas y en la sntesis delcolesterol, de la hemoglobina y actuando como catalizador enzimtico.

En aguas potables, pequeas cantidades del metal (< 0,2 mg/l) propician lavida de bacterias mangansicas en la red de aguas, lo que acarrea problemas decolor, turbidez y mal sabor en el agua consumida.

Por ltimo, es interesante comentar la aplicacin de permanganato potsicoen tratamiento de aguas como oxidante y floculante, y para eliminar olores/saboresdel agua a tratar.

Tambin aqu existen dos mtodos oficiales de buenas prestaciones: elprimero es el de absorcin atmica con llama (aire-acetileno) o con cmara degrafito, operando a 279.5 nm. La otra tcnica, la espectrofotomtrica, puede seguir

el mtodo del peryodato potsico o del persulfato amnico, ambos basados en laoxidacin del Mn a permanganato y posterior medida colorimtrica de lasdisoluciones as obtenidas a 525 nm.

35) Cobre

Se encuentra en la naturaleza, tanto como elemento nativo, o bien integrandonumerosos compuestos como xidos o hidrxidos, sulfato de hierro y cobre ocarbonato cprico. En aguas naturales no suele superar 1 mg/l, sobre todo enasociacin con materias orgnicas coloidales.

El Cu es un oligoelemento esencial para el hombre estando involucrado en laformacin de hemoglobina, junto al cobalto, y en la de los eritrocitos que a su vezintervienen en el desarrollo de los sistemas seo y nervioso central. Tambin seencuentra combinado con algunas protenas del plasma sanguneo y dentro deciertas enzimas.

El Cu es importante en tratamiento de aguas siendo eficaz en la lucha contralas algas en depsitos de almacenamiento de aguas, lagos, embalses y piscinas. Endistribucin de aguas potables, debe tenerse en cuenta que las tuberas de estemetal pueden corroerse por el oxgeno del agua, acidez de sta, temperatura,corrosiones electroqumicas, etc...

Finalmente, en concentraciones del orden de 3-5 mg/l puede aportar saboramargo, coloracin y turbidez al agua de consumo, asi como provocar manchas enlos sanitarios domsticos para niveles superiores a 1 mg/l.

La normativa oficial establece la tcnica de absorcin atmica, con llama osin llama y operando a 324.7 nm, la tcnica espectrofotomtrica y lapolarogrfica. Respecto a la segunda, el mtodo de la oxalildihidrazida se basaen la formacin de un complejo entre el cobre y la oxalildihidrazida-acetaldehido, enmedio tamponado a pH=9.3, de color violceo, susceptible de determinacin


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espectrofotomtrica midiendo a 540 nm. Por ltimo, la determinacin polarogrficade cobre, slo o conjuntamente con otros metales se puede realizar cmodamentemediante preelectrolisis previa a -200 mV durante unos 90 segundos y redisolucin

andica posterior, utilizando como tcnica determinativa, por ejemplo, lavoltamperometra diferencial de pulsos. El "pico" del cobre aparece a +51 mV.

36) Zinc

Abundamentemente distribuido en la naturaleza asociado a sulfuros de otrosmetales (Fe, Cu, Cd, Pb) tambin se encuentra como sulfuro de Zn puro en lablenda. Su presencia en aguas naturales (superficiales y subterrneas) es rara,pudiendo encontrarse en forma inorgnico, inica o coloidal, siendo las especies msfrecuentes Zn2+, Zn(OH)+ y ZnCl3

-. Sus compuestos poco solubles (hidrxidos ycarbonatos) tienen capacidad de adsorberse fuertemente sobre sedimentos y Iodos

del fondo del lecho de los cauces hdricos. En aguas de consumo, su presenciaindica disolucin parcial de las tuberas galvanizadas de distribucin de aguas.

Elemento muy esencial para el hombre, se encuentra en aminocidos, y ennumerosos enzimas que intervienen en digestin de protenas, metabolismo deletanol, metabolismo del Ca y P, etc... El Zn influye adems, en el crecimiento,desarrollo enceflico, conducta, reproduccin, funciones sensitivas, inmuno-resistencia, acta potenciando la insulina, etc... Sin ser txico a dosis altas y dadoque se suele dar asociado al Cd (elemento muy txico) su incremento en un acuferopuede informar sobre una potencial presencia indeseable del segundo en el agua.

Se puede proceder a su determinacin mediante absorcin atmica (mtodooficia) con llama o sin llama, trabajando a 213.9 nm, o bien aplicar un mtodoespectrofotomtrico como el del ferrocianuro. Este segundo se basa en laformacin de un precipitado coloidal de ferrocianuro de zinc, susceptible de posteriordeterminacin colorimtrica operando a 650 nm. Por ltimo, otra tcnica opcional esla polarogrfica. Aqu se realiza una preelectrlisis previa a -1.200 mV, yposteriormente se lleva a cabo una redisolucin andica utilizando por ejemplo, latcnica de voltametra diferencial de pulsos. El potencial de "pico" del metal es a -1.000 mV.

37) Fsforo

El P, elemento esencial para la vida al igual que carbono, nitrgeno y azufre,est implicado en un complejo ciclo bioqumico que implica el trnsito del elemento atravs una serie de estados inorgnicos y orgnicos, que lo transformanfundamentalmente va microbiana. El P de un agua puede poseer una procedenciatriple: (a) disolucin de rocas y minerales que lo contienen; (b) lavado de suelos enlos que se encuentra como resto de actividades ganaderas o agrcolas; (c)aguasresiduales domsticas vertidas a las aguas naturales. A este particular, ctese una


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fuente de primera magnitud cual es la de los detergentes utilizados en limpiezadomstica, causantes del 50% del P presente en aguas polucionadas por vertidosurbanos.

A su vez, el P de un agua se reparte entre compuestos inorgnicos, orgnicos(disueltos o en suspensin) y P en tejidos vivos. Por ltimo, el P inorgnico (sobretodo bajo forma qumica de fosfato) est implicado en los tres equilibrios dedisociacin cido-base que experimenta el cido fosfrico:

H3PO4 HPO4-+ H+

HPO4- HPO4

=+ H+

HPO4= PO43-+ H+

que posibilitan, segn el valor de pH del agua, diferentes proporciones de lasespecies fosforadas. Respecto a los detergentes, los compuestos fosforados quecontienen son los tripolifosfatos que experimentan hidrlisis rindiendo al final fosfatomonocido:

P3O105-+2H2O 3HPO4

= + H +

El P es factor limitante para el crecimiento del fitoplancton, pero su provisinen un agua se agota si no se renueva, dada la imposibilidad de su fijacin desde laatmsfera. Por contra, si el contenido de un medio hdrico en P es muy alto seproduce un notable incremento de la actividad fitoplanctnica con los consiguientesproblemas de agotamiento de oxgeno del agua y exceso de materia orgnica, loscules dan lugar a los conocidos fenmenos conocidos bajo el nombre de"eutrofizacin" ya comentados en el caso del nitrgeno. Los contenidos en P total deaguas naturales no contaminadas son del orden de 0.100 mg/l a 1.0 mg/l. Si seproducen contaminaciones por desechos urbanos, principalmente, puedenincrementarse de forma extraordinaria. Como dato informativo, un agua residualdomstica fuertemente cargada puede tener hasta 15 mg/l de P total, y si se trata devertidos de aguas residuales procedentes de industrias cerveceros y mataderos, sepueden superar los 50 mgll. A este respecto, en un agua residual urbana,aproximadamente la tercera parte del contenido en P total corresponde a P orgnico.

El mtodo oficial es el de espectrofotometra molecular. La determinacinde fsforo disuelto se basa en la reaccin en medio cido entre el anin fosfatodisuelto y el molibdato amnico en presencia de tartrato de K y Sb, para formar cidofosfomolbdico el cual es reducido mediante cido ascrbico, generndose unacoloracin azul debida al Mo y susceptible de determinacin colorimtrica a 690 nm.Una alternativa es la determinacin mediante cromatografa inica.

Para analizar fsforo total de un agua se requerira una digestin previa de lamuestra con persulfato amnico que transforma la mayora de compuestos orgnicosde P, polifosfatos, hexarnetafosfatos y fosfitos inorgnicos en ortofosfatos disueltos.


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38) Cobalto

Elemento muy minoritario tanto en la litosfera como en las aguas, en stas no

suele superar el g/l como valor medio, oscilando entre 0.1 y 5 g/l .Se trata de unmetal traza esencial por su intervencin en la constitucin de la vitamina B12, a suvez necesaria para la produccin de hemates en el hombre.

El mtodo oficial es el de absorcin atmica, generalmente mediantecmara de grafito habida cuenta del bajo nivel del catin (a nivel de trazas) en aguas,operando a 240.7 nm.

39) Bario

Elemento relativamente abundante en nuestro planeta, sus compuestos ms

frecuentes son algunos minerales, como baritina (sulfato) y carbonato (witerita).

Metal comn en aguas, presenta un nivel medio de aproximadamente 0.1mg/l. Adems, algunas aguas termales volcnicas pueden contener hasta 10 mg/l deBa. En el agua potable la concentracin de Ba no suele superar 1.0 mg/l, exhibiendoun valor medio oscilando alrededor de 0.10-0.40 mg/l.

La toxicidad del Ba depende de la sal en que se encuentre: de este modo,mientras el acetato no es txico hasta unos 5 mg/l, el cloruro lo es a dosis bastantemenores. Por otro lado, este metal puede poseer un efecto estimulante sobre elorganismo, si bien se ha comprobado que poblaciones que consuman aguas con

unos 10 mg/l de Ba presentaban alta incidencia en efectos cardiolgicos negativos.

La tcnica ms empleada para esta determinacin y tambin la oficial, es la deabsorcin atmica con llama de xido nitroso y acetileno, trabajando a una longitudde onda de 553.6 nm.

40)Materias en suspensin

Las materias en suspensin, tales como arcilla, limos, coloides orgnicos,plancton y otros organismos microscpicos se presentan como partculas dedimensiones variables desde 10 nm hasta dimetros del orden de 0.1 mm y se

pueden asociar a tres categoras: minerales, partculas orgnicas hmicas(provenientes de la descomposicin de restos vegetales), y partculas filamentosas(por ejemplo, restos de amiantos). Las primeras provienen de la erosin de suelos yrocas, suelen estar revestidas de restos orgnicos, y conforman la mayor fraccin delas materias en suspensin de la mayora de las aguas naturales. Los aportes deaguas turbias de escorrenta en poca de lluvias, ricas en materias minerales,causan aumentos de la materia en suspensin en aguas de ros y embalses. Lasalgas en poca de su floracin tambin pueden provocar incrementos importantes enmedios hdricos naturales.


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La tcnica oficial de anlisisconsiste en el friltrado de la muestra de agua atravs de un filtro de 0.45 m de tamao de poro, secado del residuo a 105C yposterior determinacin gravimtrica.

41) Cloro residual

La cloracin del agua para suministro y residual sirve principalmente paradestruir o desactivar los microorganismos causantes de enfermedades. Unasegunda ventaja, especialmente en el tratamiento del agua de bebida resida en lamejora general de su calidad, como consecuencia de la reaccin del cloro con elamonaco, hierro, manganeso, sulfuro y algunas sustancias orgnicas.

El cloro aplicado al agua en su forma molecular o como hipoclorito sufre unahidrlisis inicial para formar cloro libre, consistente en cloro molecular acuoso, cido

hipocloroso e in hipoclorito. La proporcin relativa de estas formas depende del pHy la temperatura. Al pH de la mayora de las aguas predomina el cido hipocloroso yel in hipoclorito.

La cloracin puede producir efectos adversos. Se pueden intensificar el sabory olor caracterstico de los fenoles y otros compuestos orgnicos. Pueden formarsederivados organoclorados, potencialmente carcingenos, como el cloroformo. El clorocombinado con el amonaco o aminas afecta de forma adversa a algunas formas devida acutica por la formacin de cloraminas.

La tcnica rutinaria por excelencia es el mtodo del DPD, siendo mtodooficial Se basa en la formacin de un complejo coloreado susceptible de medidacolorimtrica (a 515 nm) entre el cloro libre y el DPD (N-Ndietil-para-fenilndiamina)en un medio tamponado (con fosfatos). La adicin al medio de reaccin adems, deun agente complejante de los cationes mayoritarios presentes en el agua (AEDT) yde una sal de Hg, eliminan las interferencias del mtodo. Opcionalmente, tratndoseas mismo de mtodo oficial, podra utilizarse para el anlisis de cloro una valoracincon tiosulfato sdico en medio cido.

6. COMPONENTES TXICOS

42) Plata

Se halla en escasa proporcin en la naturaleza, tanto en forma nativa, comopresente en algunos minerales o ms comnmente asociada a sales de plomo, zinc,cobre y oro. Las concentraciones de plata en el agua son mnimas (entre 1 y 10g/l). Las sales de Ag, de propiedades bacteriostticas, se pueden usar comorelleno de filtros domsticos de agua, que pueden dar en ocasiones problemas dealtos niveles del metal en aqulla.


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Metal no especialmente txico para el hombre, la ingestin de dosis

continuadas y altas provoca la enfermedad denominada "argiria", caracterizada por

una coloracin gris azulada en la piel, por deposicin de Ag en la dermis, folculospilosos, glndulas sudorparas y sebceas. Esta afeccin se comprueba en obrerosexpuestos industrialmente.

La tcnica ms empleada, y tambin mtodo oficial, es la de absorcinatmica sin llama (cmara de grafito) trabajando a una longitud de onda de 328.1nm.

43) Arsnico

Integrante de minerales de metales diversos y sulfuros de otros metales, como

cobre, cobalto, plomo, zinc, etc.... numerosos compuestos de arsnico son solublesen agua, especialmente en forma de As3+ y As5+ y complejos orgnicos. Lascantidades de As del agua son menores que algunos gll, si bien pozoscontaminados pueden contener del orden de mg/l, as como vertidos tpicamenteindustriales. Recurdese a tal efecto el uso de As en insecticidas. El As penetra enel organismo y se biotransforma, eliminndose por la orina en forma de metil-arsnico. Es un metal claramente perjudicial y muy txico para el organismo.

Este elemento puede determinarse mediante absorcin atmica (mtodooficial) empleando como ms adecuado, el sistema conocido como generador dehidruros. El hidruro de As se forma mediante reaccin con borohidruro sdico en

medio alcalino (hidrxido sdico) y las lecturas se realizan a una longitud de onda de193.7 nm. Otra tcnica complementaria de amplia difusin en la actualidad es lapolarogrfica, en concreto la polarografa diferencial de pulso en donde el Aspresenta un potencial de "pico" caracterstico a -400 mV que permite sudeterminacin.

44) Berilio

Metal de escasa presencia en aguas naturales, sus sales ms habituales soncloruros, nitratos y sulfatos, todos ellos con una solubilidad de alta a moderada en elorden citado. En aguas continentales su concentracin media vara desde 10-2a 1.2

g/l. Su principal particularidad es la de poder ser bioncentrado por el fitoplancton yotros organismos depredadores de aqul en factores de tres rdenes de magnitud ysuperiores

El de absorcin atmica es el mtodo oficial para este elemento, siendo latcnica ms apropiada la de sin llama (cmara de grafito) operando a una longitud deonda de 234.9 nm.

45) Cadmio


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Elemento asociado al zinc en sulfuros, la solubilidad de sus compuestos enagua depende de la acidez de sta, siendo sus complejos hmicos poco solubles.En aguas de superficie suele encontrarse en pocos g/l, (en general,


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Los CN no se suelen encontrar en aguas naturales en concentraciones

superiores a 0.2 mg/l, y en general los niveles del compuesto no sobrepasan los 0.1

mg/l. As rnismo, la presencia de cianuros en aguas residuales est en francoretroceso en la actualidad, debido a su sustitucin en la industria por otras sustanciasmenos txicas. La presencia de cantidades del orden de 0.100mg/lde CN-en aguasnaturales provoca la inhibicin del metabolismo microbiano (que se recupera aldisminuir los niveles del compuesto) causando tambin la inhibicin en lareproduccin de los peces.

El mtodo oficial es el colorimtrico. Los cianuros libres (aquellos quepueden reaccionar con AgNO3) se transforman mediante su reaccin con Clorarnina-T en cloruro de ciangeno, el cual reacciona con piridina para formar cidoglutacnico. Este ltimo a su vez, en presencia de cido barbitrico genera un

compuesto coloreado susceptible de determinacin colorimtrica a una longitud deonda de 578 nm. Otra tcnica alternativa de amplio uso en el presente es laionomtrica utilizando un electrodo selectivo de CN-. El elemento sensor delelectrodo es una membrana slida que contiene una mezcla de sales de platamoderadamente solubles. Cuando la membrana entra en contacto con el cianuro sedesarrolla un potencial (dependiendo de la concentracin del compuesto) que puedemedirse con ayuda del electrodo de referencia.

Finalmente, si se desea medir el contenido en cianuros totales de un agua,habr que efectuar una destilacin previa de la muestra a fin de provocar ladescomposicin en caliente, en presencia de cloruro de cobre y de cido sulfrico, de

los cianuros complejos de la muestra. El HCN liberado es arrastrado por unacorriente de gas y recogido en disolucin de NaOH. Posteriormente, se seguiraalguno de los mtodos reseados ms arriba.

47) Cromo

Presenta este elemento dos estados de oxidacin caractersticos, Cr3+y Cr 6+

siendo las sales del primero ms insolubles que las del segundo. A travs defenmenos de oxidacin qumica o microbiana se pueden solubilizar los compuestosde cromo trivalente, insolubilizndose mediante reduccin las sales del segundo. ElCr6+ es relativamente estable, detectndose incluso en medios con elevado

contenido orgnico (por ejemplo, en las alcantarillas de conduccin de aguasresiduales).

La concentracin de Cr en aguas naturales no polucionadas por emisionesindustriales crmicas no suelen sobrepasar los 25 g/l, siendo mayor en aguas conpH bajo (as como en aguas ms duras) que en aquellas otras con valores de pH>7.0.

El Cr es elemento traza importante en el ser humano pues acta comocofactor de la insulina y favoreciendo una mayor captacin de glucosa por parte delos tejidos. Por contra, se necesitaran concentraciones elevadas de Cr3+ para


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provocar intoxicaciones, mientras ingestiones mucho menores de Cr6+, mucho mstxico, s podran provocar ulceras cutneas, dermatitis, trastornos pulmonares eincluso cncer de pulmn.

Dos son los mtodos oficiales para determinacin de este elemento: el deabsorcin atmica y el colorimtrico. Respecto al primero, tanto si se opera conllama o sin ella (cmara de grafito) la longitud de onda de trabajo es 357.9 nm. Enrelacin al segundo, se puede emplear el mtodo de la difenilcarbacida. Este seaplica para determinar tanto el Cr total (Cr3++Cr6+) como slo el Cr6+ presente enaguas, especialmente cargadas de materias orgnicas. En el primer caso ha dereducirse todo el cromo de la muestra a Cr3+ , despus se oxidara, y ya en formahexavalente se determinara mediante el complejo coloreado que forma con ladifenilcarbacida en medio cido. La determinacin directa de Cr sin el proceso de"reduccin-oxidacin" ofrecera nicamente la cantidad de Cr6+presente en el agua.

De cualquier forma, el complejo coloreado difenilcarbacida-Cr6+ se medira a unalongitud de onda de 540 nm.

48) Mercurio

Este metal se puede encontrar tanto como elemento puro o como mineral enforma de sulfuro o cinabrio, ms frecuente este ltimo. Se presenta adems, en dosestados de valencia: monovalente y divalente. En aguas, las concentraciones totalesde Hg son ciertamente mnimas, en general menores que 1 g/l. En aguaspolucionadas, por contra, se han llegado a medir concentraciones superiores, dehasta 0.4 mg/l en aguas de ros de Alemania, como caso excepcional.

El Hg es un elemento que se biotransforma en el medio ambiente. En agua sehalla tanto en forma inorgnico (cloruro e hidrxido de Hg2

2+) como en forma decompuestos orgnicos de alta toxicidad: metilmercurio, dimetilmercurio yfenilmercurio. Estos compuestos orgnicos a pH cido (< 5.0) y medio oxidantegeneran mercurio inico divalente. Por su parte, el Hg2+ formado en el procesoanterior puede experimentar dos tipos de procesos:(a) Reduccin microbiana a Hg metlico (por algunas cepas bacterianas hdricas,p.e., Pseudomonas). Este Hg, voltil, emigrara a la atmsfera y por medio de lalluvia ingresara de nuevo en el medio hdrico.(b) Formacin de compuestos organomercricos muy txicos como

metilmercurio y dimetilmercurio. Bajo esta forma, el metal se adherira fuertemente apartculas orgnicas y microorganismos (tanto bnticos, como lnticos) sufriendo unproceso de metilacin microbiana (en medio aerobio o anaerobio). En el primer casointervienen bacterias metanognicas, y en ambos se generara metionina mercrica,que se descompondra ms tarde en los derivados mono y di metilados (en funcindel pH se formara preferentemente una u otra especie). Finalmente, eldimetilmercurio dada su alta volatilidad, podra pasar a la atmsfera y a travs de lasprecipitaciones, de nuevo al medio hdrico.

Todos los compuestos orgnicos e inorgnicos de Hg, incluido el metal puro,son muy txicos, especialmente los compuestos orgnicos, siendo adems la


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absorcin del metimercurio muy rpida por los organismos vivos. Despus de sta, ydebido a una tasa de eliminacin desde el cuerpo muy lenta, se produce el fenmenode "bioacumulacin": esto significa que la tasa de Hg acumulada en cada organismo

de un nivel alimentarlo superior se incremento varios rdenes de magnitud conrelacin al nivel trfico inferior inmediato (al igual que se coment con el cadmio).Para el Hg, el fenmeno se puso de manifiesto en otra localidad japonesa: Minamata.

All se detect la intoxicacin de la poblacin a causa de mnimos vertidosmercuriales de una f

identificacion de fenoles

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