¿Por qué es tan importante el análisis físico y químico del agua?
Descubre las características del agua que se analizan en el laboratorio
El recurso más importante necesario para el desarrollo sostenible básico de un ser humano es el agua. Antes de hablar sobre el agua, conozcamos algunas estadísticas clave sobre el agua:
- Una persona promedio usa 380 litros de agua por día.
- El 68% del agua dulce de la Tierra está atrapada en los glaciares.
- El 85% de nuestro cerebro humano está hecho de agua.
Los análisis de agua en laboratorio descubrirán cualquier sustancia nociva en tu suministro de agua y pueden dar una idea de cualquier problema de salud que estés experimentando. En este blog vamos a hablar concretamente de los análisis físicos y químicos del agua.
En laboratorios Diama somos conscientes del entorno que nos rodea y nos especializamos en el análisis de agua para adelantarnos a cualquier problema.
Sigue leyendo, ¡no te quedes sin saber cuáles son los aspectos físicos y químicos del agua!
Análisis físicos del agua en el laboratorio
Turbidez
La turbidez es una medida de la capacidad de la luz para atravesar el agua. Es causada por material en suspensión como arcilla, material orgánico, plancton y otros materiales.
La turbidez en el agua potable es estéticamente inaceptable, lo que hace que el agua parezca poco apetecible. El impacto de la turbidez se puede resumir en los siguientes puntos:
- Puede incrementar el coste del tratamiento del agua para diversos usos.
- Las partículas pueden proporcionar escondites para microorganismos dañinos y, por lo tanto, protegerlos del proceso de desinfección.
- Los materiales en suspensión pueden obstruir o dañar las branquias de los peces, disminuyendo su resistencia a las enfermedades, reduciendo sus tasas de crecimiento.
- En suspensión proporcionan medios de adsorción para metales pesados como mercurio, cromo, plomo, cadmio y muchos contaminantes orgánicos peligrosos como los bifenilos policlorados (PCB), los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y muchos plaguicidas.
- La cantidad de alimento disponible se reduce porque una mayor turbidez aumenta la temperatura del agua debido al hecho de que las partículas en suspensión absorben más calor del sol. En consecuencia, la concentración de oxígeno disuelto puede reducirse ya que el agua tibia transporta menos oxígeno disuelto que el agua fría.
La turbidez se mide con un instrumento llamado turbidímetro nefelométrico, que expresa la turbidez en términos de NTU o TU. Un TU equivale a 1 mg / L de sílice en suspensión.
Temperatura
La temperatura influye en la palatabilidad, la viscosidad, la solubilidad, los olores y las reacciones químicas.
Por tanto, los procesos de sedimentación y cloración y la demanda biológica de oxígeno dependen de la temperatura. También afecta el proceso de biosorción de los metales pesados disueltos en el agua. La mayoría de las personas encuentran más apetecible el agua a temperaturas de 10 a 15 ° C.
Color
Los materiales descompuestos de la materia orgánica como la vegetación y la materia inorgánica como el suelo, las piedras y las rocas, imparten color al agua, que es objetable por razones estéticas, no por razones de salud.
El color en el laboratorio se mide comparando la muestra de agua con soluciones de color estándar o discos de vidrio coloreado.
El color de una muestra de agua se puede informar de la siguiente manera:
- Color aparente es el color completo de la muestra de agua y consta de componentes de color tanto disueltos como suspendidos.
- Color verdadero se mide después de filtrar la muestra de agua para eliminar todo el material suspendido.
El color se clasifica en una escala de 0 (transparente) a 70 unidades de color. El agua pura es incolora, lo que equivale a 0 unidades de color.
Sabor y olor
El sabor y el olor en el agua pueden ser causados por materias extrañas como materiales orgánicos, compuestos inorgánicos o gases disueltos. Estos materiales pueden provenir de fuentes naturales, domésticas o agrícolas.
En el análisis físico del agua, el valor numérico de olor o sabor se determina cuantitativamente midiendo un volumen de muestra A y diluyéndolo con un volumen de muestra B de agua destilada sin olor, de modo que el olor de la mezcla resultante sea detectable en un volumen total de mezcla de 200 ml.
Sólidos
Los sólidos se encuentran en el agua en solución o en suspensión. Estos dos tipos de sólidos se pueden identificar a través del análisis físico del agua utilizando un filtro de fibra de vidrio por el que pasa la muestra de agua.
Los sólidos en suspensión se retienen en la parte superior del filtro y los sólidos disueltos pasan a través del filtro con el agua.
Si la porción filtrada de la muestra de agua se coloca en un plato pequeño y luego se evapora, los sólidos que quedan son residuos. Este material generalmente se denomina sólidos disueltos totales o TDS.
Conductividad eléctrica
La conductividad eléctrica es una medida utilizada en el análisis físico del agua y es la capacidad de una solución para transportar o conducir una corriente eléctrica. Dado que la corriente eléctrica es transportada por iones en solución, la conductividad aumenta a medida que aumenta la concentración de iones.
Por tanto, es uno de los principales parámetros que se utilizan para determinar la idoneidad del agua para riego y extinción de incendios.
La conductividad eléctrica se puede utilizar para estimar el valor de TDS del agua.
El TDS se puede utilizar para estimar la fuerza iónica del agua en las aplicaciones de recarga de aguas subterráneas mediante aguas residuales tratadas. El método normal de medición es el método electrométrico.
Oxígeno disuelto
El oxígeno disuelto se considera uno de los parámetros más importantes del análisis químico del agua en arroyos, ríos y lagos. Cuanto mayor sea la concentración de oxígeno disuelto, mejor será la calidad del agua.
El oxígeno es ligeramente soluble en agua y muy sensible a la temperatura. Por ejemplo, la concentración de saturación a 20 ° C es de aproximadamente 9 mg / L ya 0 ° C es de 14,6 mg / L.
La cantidad real de oxígeno disuelto varía según la presión, la temperatura y la salinidad del agua. El oxígeno disuelto no tiene ningún efecto directo sobre la salud pública, pero el agua potable con muy poco o nada de oxígeno tiene un sabor desagradable para algunas personas.
Hay tres métodos principales que se utilizan para medir las concentraciones de oxígeno disuelto: el método colorimétrico, rápido y económico, el método de valoración de Winkler, método tradicional y el método electrométrico.
Análisis químicos del agua en el laboratorio
pH
El pH es uno de los parámetros más importantes del análisis químico del agua en laboratorio. Se define como el logaritmo negativo de la concentración de iones de hidrógeno. Es un número adimensional que indica la fuerza de una solución ácida o básica. En realidad, el pH del agua es una medida de cuán ácida / básica es el agua.
El agua ácida contiene iones de hidrógeno adicionales (H + ) y el agua básica contiene iones de hidroxilo (OH – ) adicionales.
Los pH excesivamente altos y bajos pueden ser perjudiciales para el uso de agua. Un pH alto hace que el sabor sea amargo y disminuye la eficacia de la desinfección con cloro, lo que provoca la necesidad de cloro adicional. La cantidad de oxígeno en el agua aumenta a medida que aumenta el pH. El agua con un pH bajo corroe o disuelve metales y otras sustancias.
La contaminación puede modificar el pH del agua, lo que puede dañar a los animales y plantas que viven en el agua.
Acidez y alcalinidad
La acidez es la medida de los ácidos en una solución. En el análisis químico del agua, la acidez es la capacidad cuantitativa para neutralizar una base fuerte a un nivel de pH seleccionado. La acidez en el agua suele deberse al dióxido de carbono, los ácidos minerales y las sales hidrolizadas como los sulfatos férricos y de aluminio. Los ácidos pueden influir en muchos procesos como la corrosión, las reacciones químicas y las actividades biológicas.
El dióxido de carbono de la atmósfera o de la respiración de organismos acuáticos causa acidez cuando se disuelve en agua formando ácido carbónico.
La alcalinidad del agua es su capacidad de neutralización de ácidos compuesta por el total de todas las bases titulables. La medición de la alcalinidad del agua es necesaria para determinar la cantidad de cal y sosa necesaria para ablandar el agua. La alcalinidad del agua se debe principalmente a la presencia de iones hidróxido, iones bicarbonato e iones carbonato, o una mezcla de dos de estos iones en el agua.
Los altos niveles de acidez o alcalinidad en el agua pueden ser un indicio de contaminación industrial o química. La alcalinidad o la acidez también pueden producirse a partir de fuentes naturales como los volcanes. La acidez y alcalinidad de las aguas naturales proporcionan una acción amortiguadora que protege a los peces y otros organismos acuáticos de los cambios repentinos de pH.
Dureza
La dureza es un término utilizado para expresar las propiedades de las aguas altamente mineralizadas.
Los minerales disueltos en el agua causan problemas como depósitos de sarro en las tuberías de agua caliente y dificultad para producir espuma con jabón.
Los iones de calcio y magnesio causan la mayor parte de dureza en las aguas naturales. Entran en el agua principalmente por contacto con el suelo y las rocas, en particular los depósitos de piedra caliza.
Estos iones están presentes como bicarbonatos, sulfatos y, a veces, como cloruros y nitratos. Generalmente, el agua subterránea es más dura que el agua superficial. Hay dos tipos de dureza:
- Dureza temporal, que se debe a los carbonatos y bicarbonatos y se puede eliminar hirviendo.
- Dureza permanente, que queda después de la ebullición y es causado principalmente por sulfatos y cloruros.
El agua con más de 300 mg / L de dureza generalmente se considera dura, y la mayoría de las personas notan más de 150 mg / L de dureza. El agua con menos de 75 mg / L se considera blanda.
Desde el punto de vista de la salud, una dureza de hasta 500 mg / L es segura, pero más que eso puede causar un efecto laxante.
Sustancias inorgánicas y orgánicas tóxicas
Se puede encontrar una amplia variedad de sustancias tóxicas inorgánicas en el agua en cantidades muy pequeñas. Incluso en pequeñas cantidades, pueden ser un peligro para la salud pública. Algunas sustancias tóxicas proceden de fuentes naturales, pero muchas otras se deben a actividades industriales y / o una gestión inadecuada de residuos peligrosos. Se pueden dividir en dos grupos:
- Compuestos metálicos: este grupo incluye algunos metales pesados que son tóxicos como cadmio (Cd), cromo (Cr), plomo (Pb), mercurio (Hg), plata (Ag), arsénico (As), bario (Ba), talio (Tl). ) y selenio. Tienen una amplia gama de efectos peligrosos que difieren de un metal a otro.
- Compuestos no metálicos: este grupo incluye nitratos y cianuros.
Una alta concentración de nitrato en el agua superficial puede estimular el rápido crecimiento de las algas, lo que degrada la calidad del agua. Los nitratos pueden ingresar al agua subterránea a partir de fertilizantes químicos utilizados en las áreas agrícolas. La concentración excesiva de nitratos (más de 10 mg / L) en el agua potable provoca una amenaza inmediata y grave para la salud de los lactantes.
El nitrato y el cianuro causa privación de oxígeno al unirse a los sitios de hemoglobina e impide que los glóbulos rojos transporten el oxígeno. Esto provoca un síndrome de color azul de la piel, que se denomina cianosis. El cianuro también causa efectos crónicos sobre el sistema nervioso central y la tiroides. El cianuro se mide normalmente por métodos colorimétricos, titrimétricos o electrométricos.
Hay más de 100 compuestos en el agua que se han enumerado en la literatura como compuestos orgánicos tóxicos. No se encontrarán naturalmente en el agua; generalmente son contaminantes creados por el hombre. Estos compuestos incluyen insecticidas, pesticidas, solventes, detergentes y desinfectantes. Se miden mediante métodos instrumentales altamente sofisticados como cromatografía de gases, cromatografía líquida de alta resolución y espectrofotometría de masas.
Sustancias radiactivas
Las posibles fuentes de sustancias radiactivas en el agua incluyen desechos de plantas de energía nuclear, industrias o investigaciones médicas que utilizan productos químicos radiactivos y la extracción de minerales de uranio u otros materiales radiactivos.
Cuando las sustancias radiactivas se desintegran, liberan radiación beta, alfa y gamma. La exposición de seres humanos y otros seres vivos a la radiación puede provocar daños genéticos y somáticos en los tejidos vivos.
El gas radón es un gran problema para la salud porque se encuentra naturalmente en las aguas subterráneas y es un gas altamente volátil que puede inhalarse durante el proceso de ducha.
Esperamos que te haya resultado interesante el blog. Cualquier pregunta, no dudes en consultarnos.