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Los análisis de la química del agua se llevan a cabo para identificar y cuantificar los componentes químicos y las propiedades de las muestras de agua. El tipo y la sensibilidad del análisis dependen del propósito del análisis y el uso anticipado del agua. El análisis químico del agua se lleva a cabo en el agua utilizada en procesos industriales, en arroyos de aguas residuales, en ríos y arroyos, en lluvias y en el mar. [1] En todos los casos, los resultados del análisis proporcionan información que se puede utilizar para tomar decisiones o para dar seguridad de que las condiciones son las esperadas. Los parámetros analíticos seleccionados se eligen para que sean apropiados para el proceso de toma de decisiones o para establecer una normalidad aceptable. El análisis de la química del agua suele ser la base de los estudios de la calidad del agua ,contaminación , hidrología y aguas geotermales . Los métodos analíticos que se utilizan habitualmente pueden detectar y medir todos los elementos naturales y sus compuestos inorgánicos y una amplia gama de especies químicas orgánicas utilizando métodos como la cromatografía de gases y la espectrometría de masas . En las plantas de tratamiento de agua que producen agua potable y en algunos procesos industriales que utilizan productos con sabores y olores distintivos, se pueden utilizar métodos organolépticos especializados para detectar olores en concentraciones muy bajas.

Agua ambiental [ editar ]

Un científico de la EPA toma muestras de agua en los Everglades de Florida

Las autoridades reguladoras toman y analizan de forma rutinaria muestras de agua del entorno natural como parte de un programa de monitoreo predeterminado para garantizar que las aguas permanezcan sin contaminación , o si están contaminadas, que los niveles de contaminación no están aumentando o están disminuyendo en línea con un plan de remediación acordado. Un ejemplo de tal esquema es el esquema de monitoreo armonizado que opera en todos los principales sistemas fluviales del Reino Unido. [2] Los parámetros analizados dependerán en gran medida de la naturaleza del entorno local y / o de las fuentes contaminantes de la zona. En muchos casos, los parámetros reflejarán los estándares de calidad del agua nacionales y locales .determinado por la ley u otras regulaciones. Los parámetros típicos para asegurar que las aguas superficiales no contaminadas permanezcan dentro de los estándares químicos aceptables incluyen pH , cationes y aniones principales, incluidos amoníaco , nitrato , nitrito , fosfato , conductividad , fenol , demanda química de oxígeno (DQO) y demanda bioquímica de oxígeno (DBO).

Suministros de agua potable [ editar ]

El agua superficial o subterránea extraída para el suministro de agua potable debe ser capaz de cumplir con rigurosos estándares químicos después del tratamiento. Esto requiere un conocimiento detallado del agua que ingresa a la planta de tratamiento. Además del conjunto normal de parámetros químicos ambientales, otros parámetros como dureza , fenol , aceite y, en algunos casos, un perfil orgánico en tiempo real del agua entrante como en el esquema de regulación del río Dee .

Agua de proceso industrial [ editar ]

En el proceso industrial, el control de la calidad del agua de proceso puede ser fundamental para la calidad del producto final. El agua se usa a menudo como portador de reactivos y la pérdida de reactivo al producto debe monitorearse continuamente para asegurar que la tasa de reemplazo sea correcta. Los parámetros medidos se relacionan específicamente con el proceso en uso y con cualquiera de los contaminantes esperados que puedan surgir como subproductos. Esto puede incluir productos químicos orgánicos no deseados que aparecen en un proceso químico inorgánico a través de la contaminación con aceites y grasas de maquinaria. El seguimiento de la calidad de las aguas residuales vertidas en las instalaciones industriales es un factor clave para controlar y minimizar la contaminación del medio ambiente.En esta aplicación, los esquemas de monitoreo analizan todos los posibles contaminantes que surgen dentro del proceso y además los contaminantes que pueden tener impactos particularmente adversos en el medio ambiente, tales comocianuro y muchas especies orgánicas como pesticidas . [3] En ese momento, el análisis de la industria nuclear se centra en isótopos o elementos de interés específicos. Cuando la industria nuclear realiza descargas de aguas residuales a ríos que tienen extracción de agua potable, los radioisótopos que podrían ser potencialmente dañinos o aquellos con vidas medias prolongadas como el tritio formarán parte del conjunto de monitoreo de rutina.

Investigación [ editar ]

Muchos aspectos de la investigación académica y la investigación industrial, como en productos farmacéuticos, productos para la salud y muchos otros, se basan en un análisis de agua preciso para identificar sustancias de uso potencial, refinar esas sustancias y garantizar que cuando se fabriquen para la venta, la composición química permanezca. consistente. Los métodos analíticos utilizados en esta área pueden ser muy complejos y pueden ser específicos del proceso o área de investigación que se está realizando y pueden implicar el uso de equipo analítico a medida.

Análisis forense [ editar ]

En la gestión ambiental, el análisis del agua se utiliza con frecuencia cuando se sospecha de contaminación para identificar el contaminante con el fin de tomar medidas correctivas. [4] El análisis a menudo puede permitir identificar al contaminador. Dicho trabajo forense puede examinar las proporciones de varios componentes y puede "tipificar" muestras de aceites u otros contaminantes orgánicos mezclados para vincular directamente el contaminante con la fuente. En los suministros de agua potable, la causa de la calidad inaceptable se puede determinar de manera similar mediante un análisis químico cuidadosamente dirigido de muestras tomadas en todo el sistema de distribución. [5] En la fabricación, los productos fuera de especificaciones pueden estar directamente vinculados a cambios inesperados en las etapas de procesamiento húmedo y la química analítica puede identificar qué etapas pueden tener fallas y por qué motivo.

Metodología [ editar ]

Para garantizar la coherencia y la repetibilidad, los métodos utilizados en el análisis químico de muestras de agua a menudo se acuerdan y publican a nivel nacional o estatal. Por convención, a menudo se hace referencia a estos como "libros azules". [6] [7]

Ciertos análisis se realizan en el campo (por ejemplo, pH, conductancia específica) mientras que otros involucran muestreo y pruebas de laboratorio. [8]

Los métodos definidos en las normas pertinentes pueden clasificarse en términos generales como:

  • Química húmeda convencional que incluye el método Winkler para oxígeno disuelto , precipitación , filtración de sólidos, acidificación, valoración de neutralización, etc. Métodos colorimétricos como el ensayo MBAS que indica tensioactivos aniónicos en agua y métodos de comparación in situ para determinar el cloro y las cloraminas . Los nefelómetros se utilizan para medir concentraciones de sólidos como turbidez. Estos métodos son generalmente robustos, bien probados y económicos, lo que proporciona un grado razonable de precisión con una sensibilidad modesta.
  • Electroquímica que incluye pH , conductividad y oxígeno disuelto mediante electrodo de oxígeno. Estos métodos producen resultados precisos y precisos utilizando equipos electrónicos capaces de introducir los resultados directamente en un sistema de gestión de datos de laboratorio.
  • La espectrofotometría se usa particularmente para elementos metálicos en solución que producen resultados con una sensibilidad muy alta, pero que pueden requerir cierta preparación de la muestra antes del análisis y también pueden necesitar métodos de muestreo especializados para evitar el deterioro de la muestra en tránsito.
  • La cromatografía se utiliza para muchas especies orgánicas que son volátiles o que pueden producir un componente volátil característico después del procesamiento químico inicial.
  • La cromatografía iónica es una técnica sensible y estable que puede medir litio , amonio NH 4 y muchos otros iones de bajo peso molecular utilizando tecnología de intercambio iónico .
  • La cromatografía de gases se puede utilizar para determinar metano , dióxido de carbono , cianuro , oxígeno, nitrógeno y muchos otros componentes volátiles a sensibilidades razonables.
  • La espectrometría de masas se utiliza cuando se requiere una sensibilidad muy alta y, a veces, se utiliza como proceso de fondo después de la cromatografía de gas líquido para detectar trazas de productos químicos orgánicos.

Dependiendo de los componentes, se aplican diferentes métodos para determinar las cantidades o proporciones de los componentes. Si bien algunos métodos se pueden realizar con equipo de laboratorio estándar, otros requieren dispositivos avanzados, como la espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS).

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Nota de orientación técnica (monitoreo) M18 Monitoreo de descargas a agua y alcantarillado" (PDF) . Agencia Medioambiental. Noviembre de 2014 . Consultado el 30 de julio de 2016 .
  2. ^ "Esceme de monitoreo armonizado" . DEFRA. 7 de diciembre de 2004. Archivado desde el original el 2 de abril de 2013 . Consultado el 30 de julio de 2016 .
  3. ^ "Manual para el seguimiento de aguas residuales industriales" . Agencia de Protección Ambiental (EE. UU.). Agosto de 1973 . Consultado el 30 de julio de 2016 .
  4. ^ "Investigación de incidentes de contaminación" . Gobierno de Queensland - Departamento de Medio Ambiente y Protección del Patrimonio. 21 de julio de 2016 . Consultado el 1 de agosto de 2016 .
  5. ^ Sadiq, R; Kleiner, Y; Rajani, B (diciembre de 2003). "Análisis forense de fallas en la calidad del agua en los sistemas de distribución: un marco conceptual". Consejo Nacional de Investigación de Canadá. CiteSeerX 10.1.1.86.8137 .  Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  6. ^ "Libro azul del estado de Wisconsin" . Estado de Wisconsin. 1973. p. 128 . Consultado el 30 de julio de 2016 .
  7. ^ "Comité permanente de libros azules de analistas (SCA)" . 5 de junio de 2014 . Consultado el 30 de julio de 2016 .
  8. ^ Shelton, Larry R. (1994). "Guía de campo para la recolección y procesamiento de muestras de agua de arroyos para el Programa Nacional de Evaluación de la Calidad del Agua" . Informe de archivo abierto . doi : 10.3133 / ofr94455 .

Ver también [ editar ]

  • Química analítica
  • Estándares de calidad del agua potable
  • Control de calidad analítico