% Nitrógeno = A-B X N X 0.014 X 100 / VOLUMEN DE MUESTRA
Métodos Basados en la Absorción
La transmitancia (T) se define como la fracción de radiación incidente transmitida por la disolución. Si la potencia radiante que incide sobre la disolución es Po y P la potencia radiante que sale, entonces:
Absorbancia
La absorbancia se define por: En la espectroscopia de absorción, medimos la cantidad de luz absorbida como función de la longitud de onda.
Ley de Lambert-Beer
La cantidad de radiación electromagnética absorbida por un analito se puede relacionar cuantitativamente con la concentración de dichas sustancias en solución. Según la Ley de Beer, la absorbancia es directamente proporcional a la concentración de las especies absorbentes (c) y a la longitud de la trayectoria (b) del medio absorbente.
La absortividad molar de una especie en su máximo de absorción es característica de esa especie.
Aplicaciones Cuantitativas
1. Selección de la longitud de onda. 2. Relación entre absorbancia y concentración. Curva de calibración
- C1V1 = C2V2
- Ecuación de la recta: y = mx + b
- y = absorbancia
- m = pendiente
- x = concentración
- b = ordenada al origen
- r = coeficiente de correlación
Materia Orgánica en el Agua
La materia orgánica en el agua es una mezcla de una gran cantidad de compuestos, de los cuales solamente una parte han sido exitosamente identificados y cuantificados.
Los compuestos orgánicos están conformados por una combinación de C, H, O, N, P y S.
Se considera que en el agua residual hay básicamente tres grupos de compuestos orgánicos:
- Proteínas: 40-60% de la materia orgánica.
- Carbohidratos (azúcares, almidones, celulosa y fibra de madera): 25-50%.
- Grasas: alrededor de 10%.
La materia orgánica puede ser removida mediante los sistemas de tratamiento biológico.
Los más fácilmente removibles son los carbohidratos, seguidos por las grasas y luego por las proteínas.
Materiales que Afectan el Balance de Oxígeno en el Agua
La materia orgánica es utilizada por los microorganismos presentes en los cuerpos de agua como fuente de energía y crecimiento.
En las reacciones metabólicas se utiliza el oxígeno disuelto en el agua, disminuyendo así su disponibilidad.
La presencia en exceso de microorganismos y/o materia orgánica puede causar el agotamiento del oxígeno disuelto y la muerte de los organismos vivos en el cuerpo del agua.
Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)
La demanda bioquímica de oxígeno (DBO) se usa como una medida de la cantidad de oxígeno requerido para la oxidación de la materia orgánica biodegradable presente en una muestra de agua, como resultado de la acción de oxidación bioquímica aerobia.
Oxidación
Materia Orgánica (COHNS) + Bacterias + O2 → CO2 + H2O + Materia orgánica residual + energía
Síntesis
COHNS + Bacterias + energía → C5H7NO2
Respiración Endógena
C5H7NO2 + 5O2 → 5CO2 + NH3 + H2O
Demanda Química de Oxígeno (DQO)
La demanda química de oxígeno (DQO) proporciona la medida del oxígeno que es equivalente a la proporción de la muestra orgánica presente en una muestra de agua, capaz de oxidarse por procedimientos químicos oxidantes fuertes. Se emplea el método de la oxidación química del ión dicromato Cr2O7-2 para oxidar la materia orgánica en la muestra y se expresa como equivalente de oxígeno. Así, por cada m.e.q. de Cr2O7-2 = 8 mg de O2
CaHbOc + Cr2O7-2 + H+ → Cr3+ + CO2 + H2O
Carbono Orgánico Total (COT)
El análisis se lleva a cabo inyectando una cantidad conocida de la muestra en un horno a alta temperatura o en un medio químicamente oxidante. En presencia de un catalizador, el carbono orgánico se oxida a anhídrido carbónico, el cual se mide cuantitativamente con un analizador de infrarrojo.
Relación entre DBO, DQO y COT
Contaminantes Específicos
Aluminio (Al)
Es uno de los metales más abundantes en la superficie terrestre (≈ 8%) y en el agua. Se encuentra en la industria, casas (antiácido, analgésico, antitranspirante, aditivo de alimentos) y vacunas. Entra al organismo por los consumos de té, preservadores, colorantes, emulsificadores, polvo para hornear y productos de uso frecuente en la cocina. Los compuestos del Al son también comúnmente utilizados para la potabilización del agua.
Arsénico (As)
El arsénico es un elemento común en la corteza y, por tanto, en agua y alimentos. Las altas concentraciones en el agua superficial pueden deberse a:
- Disolución de minerales y menas.
- Efluentes industriales.
- Lavado de la atmósfera.
En aguas subterráneas, la concentración depende de la composición geológica del suelo, donde se llegan a reportar concentraciones de varios mg/l. La ingesta de arsénico es similar entre la cantidad que proviene del agua y la de los alimentos. La toxicidad del arsénico es función del compuesto en que se encuentre: los arsenatos [As (V)] son más tóxicos que los arsenitos [As (III)] y la arsenita.
Los signos crónicos de intoxicación por As incluyen lesiones dérmicas, neuropatías periféricas, cáncer en la piel y muerte vascular periférica. Se han observado enfermedades cardiovasculares en niños que han ingerido agua con 0.6 mg/l de As durante 7 años.
NOM-127-SSA 1
Bario (Ba)
El bario es un elemento común de la naturaleza (el 16avo) pero su presencia en agua es sólo al nivel de trazas. Se encuentra en suelos, rocas y en los depósitos de minas de plomo y zinc; también se halla en tejidos de plantas y animales. Algunas aguas superficiales y marinas contienen bario y se ha llegado a encontrar concentraciones de hasta 1.6 mg/l. En forma natural, el bario existe como carbonato.
La variabilidad de la ocurrencia del bario en agua embotellada es de 0.007 a 0.660 mg/L, en aguas subterráneas de 0.007 a 1.16 mg/l, y en agua tratada es más homogénea, de 0.013 a 0.140 mg/l. La dosis considerada letal para el ser humano oscila entre 550 y 660 mg, lo que para una ingesta sólo por agua equivale a una concentración de 225 a 330 mg/l. Puede ocasionar efectos severos en el corazón, los vasos sanguíneos y los nervios.
Cadmio (Cd)
Se encuentra en las menas de zinc como greenockita (CdS) y otavita (CdCO3). El cadmio forma fuertes ligaduras con las partículas del suelo, los sedimentos y la materia orgánica. La actividad volcánica es la principal fuente natural de liberación de cadmio. También se encuentra en diversos alimentos, de donde se estima proviene una ingesta diaria de 10 a 35 μg.
- Agua contaminada
- Tubería y tanques de almacenamiento galvanizados con zinc, donde existe como parte de la aleación
La absorción de los compuestos del cadmio depende de su solubilidad.
Es bioacumulable principalmente en los riñones y tiene una vida media en los seres humanos prolongada, de 10 a 35 años.
Los síntomas pueden ser parecidos a los del reumatismo y de la neuritis, ablandamiento y dolor de huesos, y en muchas ocasiones fracturas. La concentración crítica es aproximadamente de 200 mg/kg que se alcanza con un consumo diario de 0.175 mg/l en 50 años.