En el presente capítulo se hará referencia solo a pruebas de laboratorio que no se detallaron en el ítem 4.3.1
Parámetros a tener presente en el control de calidad del agua efluente de la plata de tratamiento.
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Olor y sabor
La presencia de olor y sabor en el que es de gran importancia, por razones organolépticas, debido a que las personas que se encuentran acostumbradas a deber agua exenta de olor y sabor cualquier indicio de éstos lo relacionan inmediatamente con algún tipo de contaminación.
Sabores y olores desagradables en aguas, están asociados con la presencia de gran variedad de sustancias objetables, particularmente de organismos microscópicos o vegetales en descomposición, incluyendo malezas, bacterias, hongos, actinomicetos y algas; materia orgánica en descomposición, aguas servidas, y residuos industriales.
Los problemas de olor y sabor son muy complejos a causa de los sentidos del olfato y gusto que están íntimamente relacionadas y muchas veces hay dificultad de diferenciarlos claramente.
Además es frecuentemente difícil, pero no importante, identificar las causas específicas de color y sabor por la variedad de sustancias que lo causan, y muchas de ellas producen el mismo efecto.
La cloración puede reducir los olores y sabores causados por algunos desechos que contienen mecaptanos, sulfuros y trementinas.
Los órganos del gusto y del olfato son notablemente sensibles pero no precisos. Las personas varían muchos en su sensibilidad y aún la misa persona puede mostrar variaciones diarias de percepciones.
Aunque se puede obtener datos útiles con un solo observador, preferible que se cuente con un grupo no menor de cinco personas, y de preferencia diez o más para verificar estas pruebas.
El método del olor incipiente es aplicable a rangos de muestras que van desde aguas naturales sin olor hasta desechos industriales con un olor incipiente de varias centenas. No hay dificultades intrínsecas con muestras altamente olorosas desde que ellos son reducidos en concentraciones proporciones, antes de ser presentados a los observadores.
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Para atribuir la debida causa de los olores y sabores a efecto de atender las quejas de los consumidores, es muy conveniente que se cuente con descripciones cualitativas adecuadas. Estas varían con la experiencia y preparación del individuo que verifica la prueba. Como guía se presentan las descripciones en el siguiente cuadro.
CUADRO N° 6 DESCRIPCIONES CUALITATIVAS DE LOS OLORES
Clave Naturaleza del
Olor Descripción (olor análogo a):
A Aromático (especias) Alcanfor, calvo, espliego, limón AC Pepino o Cohombro Sinura
B Balsámico (floral) Geranio, violeta, vainilla
Bg Geranio Asterionella
Bn Nasturcia o mastuerzo Aphnizomenon
Bs Dulzón Ceolospherium
Bv Violetas Mallomonas
C Químico Desechos industriales o
tratamientos químicos
Cc A Cloro Cloro libre
Ch Hidrocarburo Desechos de refienería de petróleo
Cm Medicinal Fenol y yodoformo
Cs Sulfhídrico Acidos sulfhídrico
D Desagradable (pronunciadamente desagradables)
Df Ictico Uroglenopsis. Dinobryon
Dp Zahurda Anabaena
Ds Séptico Aguas negras añejas
E Terroso Tierra húmeda
Ep Pantanoso Turba
G A pasto Pasto triturado
M Musgoso Pajo en descomposición
Mm Mohoso Olor perceptible en un sótano
húmedo
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Acidez
Puede definir la acidez del agua como su capacidad para neutralizar el OH. La acidez en las agua naturales se debe generalmente a la presencia de CO2, cual
tiene a combinarse con el agua dando origen al ion H+.
El CO2 proviene de la atmósfera en pequeña cantidad, pero la principal fuente
es la descomposición aeróbica y anaeróbica de la materia orgánica.
Si se tiene presente azufre, sulfuro o pirita de hierro, entre los desechos, se tendrá ácido sulfúrico o sales de ácido. La conversión de estas materias a H2SO4
y sulfato es producida por las bacterias oxidantes del azufre en condiciones aeróbica.
Las sales de metales pesados, en especial los que tienen iones metálico trivalentes tales com Fe +++ y Al +++, se hidrolizan en el agua y dan acidez mineral.
Dureza
La dureza de las aguas se debe a la presencia de cualquier catión polivalente (Ca+++, Mg +++, Al +++, Fe ++, etc.) pero generalmente sólo se considera el calcio
y el magnesio por ser los más abundantes en aguas naturales.
La presencia de estos cationes impide la formación de la espuma del jabón y causan gran desperdicio del mismo. Otro gran problema que causa la dureza es la formación de precipitados dentro de las tuberías y accesorios, reduciendo su capacidad.
Este problema es muy agudo en las calderas, en los tubos de enfriamiento y en general en cualquier equipo metálico en donde se caliente el agua, lo que obliga a un tratamiento especial denominado ablandamiento.
Tipos de Dureza
Puede considerarse la dureza:
• De acuerdo al tipo de catión que la constituye:
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- Dureza magnésica
De acuerdo al radical con el cual se combina:
- Carbonática o temporal
- La dureza carbonática es la que está combinada con bicarbonato, la cual, por acción del calor se convierte en CaCo3 que precipita
(este precipitado puede ser eliminado disolviéndolo con ácido).
- No carbonática o permanente.
- La no carbonática o permanente es la que no está combinada con
los bicarbonatos (este precipitado no puede ser eliminado con ácidos). Ejemplo CaSO4
Importancia sanitaria
No se ha demostrado que existe relación entre aguas con alto contenido de dureza y daños al organismo.
Los problemas son más bien de tipo doméstico e industrial (consumo de jabón, precipitación en las superficies metálicas, daños a calderas, daños a la industria de tejidos, teñido, debidas embotelladas, procesamiento de alimentos, fotografías papel, etc.)
Límites de Dureza
No existe un criterio uniforme para eliminar la dureza, pero en términos generales las aguas se clasifican como:
- Aguas blancas 0 a 75 mg/l como CaCo3
- Aguas moderadamente duras 75 a 150 mg/l como CaCo3
- Aguas duras 150 a 300 mg/l como CaCo3
- Aguas muy duras más de 300 mg/l como CaCo3 Determinación de cloro residual libre
Para la determinación de cloro residual se usa el Método DPD, el cual sustituye el tradicional Método de la Ortotolidina.
Este método ofrece un medio rápido y muy simple de medir el cloro residual. Se necesitan menos de cinco minutos para completar la prueba.
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Se puede aplicar a cualquier comparador colorimétrico con discos de color permanente para rangos de medición de cloro de 0,0 a 1,0 mg/l, de 1,0 a 2,0 mg/l y mayores.
Se usa además el reactivo DPD para determinar cloro residual libre, el cual se puede encontrar fácilmente en el mercado en forma de pastilla o cojines.
Procedimiento
• Abrir la llave de agua y dejar discurrir por unos minutos, tomar la muestra.
• Añadir un cojín o una pastilla (indicador), espere un minuto.
No agite o sacuda la muestra antes de agregar el reactivo, esto puede dar lugar a que se libere el cloro presente en el agua.
• Evitar demasiada luz a la muestra. La luz del sol puede también ser causa de que el cloro presente en la muestra se libere.
• No deje el análisis para después
• No almacene la muestra para después, comience el análisis de inmediato porque el cloro en el agua no es estable, se libera fácilmente y su conteniendo se reduce.
• La prueba se puede efectuar en cinco pasos:
• Primero, colocar el tuno lleno con las muestra en el orificio que está detrás del comparador de olor.
• Llenar con la muestra el segundo tubo hasta la marca de 5 m.
• Agregar una pastilla o cojín de reactivo DPD y agitar generosamente hasta mezclar.
• Colocar el segundo tubo en el comprador y esperar 60 s a partir del momento en que se agregó el reactivo.
• Llevar el comparador hasta la altura de los ojos, buscando que la luz natural inicial en él y rotar el disco del comprador hasta encontrar el disco de color que coincida con el color de la muestra
• Leer de inmediato el residual de cloro en mg/l y anotar el resultado como cloro residuo.
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El cloro residual total puede---inca forma, sólo que se deberá usar el reactivo específico para este fin, y se leerá directamente el contenido de cloro residual total.
El cloro residual combinado se puede determinar calculando la diferencia entre cloro residual total y el cloro residual libre.
Hierro
La presencia de hierro en las aguas no tiene efectos de salubridad, pero afecta el sabor, produce manchas indelebles sobre los artefactos sanitarios y la ropa blanca, y se deposita en las redes de distribución, causando a veces obstrucciones y alteraciones en la turbiedad y el color.
El límite que puede establecerse se base no en razones de orden de salubridad sino de estética y detección de sabor; es sorprendente por ejemplo que en ensayos hechos en este campo, los gustos e las personas que en ensayos hechos en este campo, los gustos de las personas que participaron mostraron variaciones muy notorias, y mientras unas no detectaron concentraciones tan altas como 250 mg/l de hierro ferroso, otras describieron concentraciones muy bajas como “dulce”, “astringente”, “amargo”, “clavo oxido”, “orín”, etc.
En base a los gustos particulares de los usuarios en general y debido a que los tratamiento convencionales pueden efectivamente eliminar el hierro en estado férrico pero puede no ser efectivos para eliminar el hierro soluble (Fe++), se
recomienda que límite de 0,3 mg/l de hierro soluble no debe sobrepasarse para aguas destinadas a consumo humano.
Manganeso
Este elemento está muy frecuentemente asociado con el hierro y son raras las aguas que lo contienen en forma independiente. Se presenta por regla general en su estado reducido (Mn++), y su exposición al aire lo lleva a óxidos hidratados
muchos menos solubles.
Tiene prácticamente los mismos efectos que los del hierro y su eliminación generalmente se lleva conjuntamente con éste, excepto en aquellos caso de contenidos altos de manganeso sin la presencia de hierro, para lo cual se hace
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necesario elevar el pH hasta cifras superiores a 10, en donde es satisfactoriamente removido.
Se ha comprobado que concentraciones inferiores a 0,05 mg/l son aceptables para aguas de consumo humano ya que con éstas las características machas negras y los depósitos de óxido de manganeso no se presentan. Esta es de por sí la única razón para fijar este límite como el que no debe excederse en aguas destinadas a consumo humano.
Mercurio
Como elemento, Hg, el mercurio está distribuido indistintamente en el mundo. Debido al desarrollo de la industria y las ciencias agrícolas, la tendencia general de los contenidos de mercurio se ha incrementado, por ejemplo con el uso de combustible que provienen de fósiles, que se consideran una fuente adicional de polución para el agua, el aire y el suelo. Las fuentes de mercurio para el hombre se aumentan con cierto tipo de alimentos, entre los cuales el principal es el pescado.
El mercurio es tóxico para el hombre en las formas agudas y crónicas. Las sales mercurios son menos solubles en el tracto intestinal que las mercúricas, y por lo tanto son menos tóxicas. La dosis de mercurio que se considera fatal se estima entre 20 y 30 mg en forma mercúrica.
Las afecciones crónicas por compuestos orgánicos mercuriales se asocian con exposiciones industriales en donde han entrado etas formas por accidente o por contaminación.
Estas se caracterizan por inflamación de la boca y encías, hinchazón de las glándulas salivares, salivación excesiva, flojedad de los dientes, calambres, temblores, espasmos, cambios de personalidad, depresión, irritabilidad y nerviosismo.
Las intoxicaciones aguas se caracterizan por náuseas, dolores abdominales, diarreas con sangre, lesiones renales y muerte en aproximadamente 10 días. La remoción de mercurio el agua ha sido estudiada a nivel de laboratorio y plantas piloto. Estos estudios demuestran que la remoción del mercurio
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inorgánico depende del pH y de la turbiedad del agua y que la remoción tiene poca dependencia en la concentración de mercurio en rangos entre 0,003 y 0,016 mg/l.
La remoción con sulfato férrico (17 mg/l) probó ser del 66% (contenido inicial 0,05 mg/l de mercurio orgánico) a pH 7 y de 97% pH 8. La remoción con sulfato de aluminio es mucho menos efectiva, lográndose solamente una remoción del 38% a pH 8.
La remoción es afectada por la turbiedad pues experimentalmente con aguas de turbiedad 2NTU la remoción en un caso fue de 1% mientras que subió al 40% cuando se tenía una turbiedad de 100 NTU.
La eliminación de mercurio inorgánico en el proceso de ablandamiento con cal es moderadamente efectiva, y dependiente del pH, llegando al 30% a pH entre 10,7 y 11,4.
Las resinas de intercambio iónico han probado a nivel de laboratorio ser efectivas hasta un 98% en la remoción de mercurio tanto en la forma orgánica como inorgánica.
El carbón activado pulverizado aumenta los porcentajes de remoción si se usa conjuntamente con alumbre requeriría cantidad mayores que las usadas en el control de sabores y olores para obtener remociones que pudieran ser significativas.
En términos generales se requiere 1 mg/l de carbón activado pulverizado por cada microgramo removido. El carbón granulado probó remover hasta el 80% de mercurio inicial (29 microgramos por litro) en un tiempo de contacto de 3,5 minutos con 25.000 volúmenes de agua como lecho.
Los niveles aceptables de ingestión de mercurio se basan en evidencias epidemiológicas mediante las cuales se sabe que la menor concentración de metil-mercurio en la sangre asociada con síntomas tóxicos es de 0,2 microgramos por gramo de peso, que a su vez corresponde a una prolongada y continua ingestión humano de 0,3 mg/70 kilos/día.
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Si se usa un factor de seguridad de 10, máxima ingestión diaria sería de 0,03 mg/persona/día, aunque se reconoce que el factor de seguridad resulta pequeño para los niños. Asumiendo que un agua contenga, 0,002 mg/l de mercurio y una ingesta de 2 litros/día esto representa 4 microgramos por día; si la ingesta de pescado es de 420 gr/semana y éste contiene 0,50 mg Hg/l, agregado esto al mercurio contenido en el agua, el factor de seguridad para un adulto de 70 kilos sería de 9. Considerando que no en todos, el mercurio está en la forma de alquil, o que la ingesta de pescado se rebaje, el factor de seguridad se incrementa notoriamente.
En base a estas consideraciones, teniendo en cuenta los efectos tóxicos y a que no se ha establecido tratamiento definido para la remoción del mercurio, la EPA recomienda no exceda el límite de 0,02 mg/l como mercurio total.
Nitratos
Aunque la toxicidad relativa de los nitratos es bien conocida, un nivel para conocer una dosis nociva es difícil de establecer; cuando se presentan en la forma de nitritos éstos tienen mayor efecto que los nitratos, pero como generalmente en la aguas naturales no exceder de 1 mg/l y la oxidación con cloro los convierte en nitratos, el problema prácticamente queda solucionado.
Los métodos tradicionales de floculación y aún ablandamiento con cal no son efectivos para la remoción de nitratos, siendo el más efectivo el de resinas de intercambio iónico, que puede llevar concentraciones tan altas como 30 mg/l. hasta 0,5 mg/l en procesos continuos de remoción y generación de la resina a escala de platas de abastecimiento público.
Sin embargo, este proceso viene a aumentar el precio del producto final, aproximadamente en ocho centavos de dólar por cada 1000 galones de agua tratada.
Por sus adversos efectos sobre la salud de los lactantes y porque no se tiene proceso definitivos para su remoción, el contenido de nitrato en aguas de consumo público no bebe exceder de 10 mg/l; puesto que los nitritos tienen un efecto tóxico superior a los nitratos, el contenido no debe exceder de 1 mg/ml.
92 Oxígeno disuelto
El oxígeno en el agua, proveniente de la absorción del que contiene el aire es un elemento necesario para oxidar otros elementos contenidos en ella y contribuir a su eliminación posterior, como el caso del hierro, el manganeso y el amonio.
Su ausencia en el agua, o niveles bajos, pueden indicar contaminación elevada, condiciones sépticas de materia orgánica, y una actividad bacterial intensa, por lo cual indirectamente se le puede considerar como un índice de detección de polución.
Por otro lado, el oxígeno contribuye a la oxidación de los accesorios que componen un sistema de purificación, incluyendo las redes metálicas de distribución. A pesar de este factor “adverso” es preferible contar con un agua que contenga oxígeno en un punto cercano al de saturación.
Con estas consideraciones no se puede establecer una recomendación en cuanto al contenido ideal ya que hay aspectos positivos y negativos. Sin embargo, si el agua contiene hierro, manganeso o amonio en forma reducida, se obtiene más ventajas que desventajas manteniendo el contenido del oxígeno disuelto en el punto o cerca al punto de saturación.
Pesticidas
Bajo este nombre genérico se agrupan los muchos compuestos orgánicos que se usan con variados propósitos en el campo agrícola: de plagas, matamalezas, herbicidas, etc. Entre estos productos se pueden mencionar como las más comunes, los hidrocarburos clorados, carbonatos, órgano fosforados, y clorofenolados.
Aunque se usan en fines agrícolas con un sano propósito, han llegado a generar problemas mayores en la ecología y en el mismo medio ambiental.
El efecto de los pesticidas sobre la salud humana difiere dependiendo de su naturaleza química pues mientras unos se acumulan en los tejidos, otros son metalizados.
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Por esta razón y porque en el campo de la bioquímica el efecto de estos compuestos todavía no ha sido plenamente investigado, si se consideran en el agua en grupos separados, dependiendo de su origen químico inicial Ej.: insecticidas de hidrocarburos clorados y herbicidas clorofenolados.
Los métodos para remoción de los pesticidas de las aguas están todavía en la fase experimental, pero parecen ser que la aplicación de carbón activado puede reducir notoriamente el contenido de algunos de ellos.
Pero la detección de estos compuestos requiere equipos sofisticados de análisis y personal altamente calificado, por lo cual no se llevan controles de éstos sino en grandes ciudades que pueden contar con infraestructura diseñadas para el efecto.
La EPA recomienda que para aguas destinadas a consumo humano no deben excederse los siguientes límites, todos expresados en mg/:
a) Insecticidas de hidrocarburos clorados
Aldrin 0,001 Clordano 0,003 DDT 0,05 Dieldrin 0,001 Endrin 0,0005 Heptacloro 0,0001 Epoxi- heptacloro 0,0001 Lindano 0,005 Metoxycloro 1,0 Toxafeno 0,005 b) Herbicidas clorofenolados 2,4-D 0,002 1, 4, 5-TP(Silvex) 0,03 2, 4, 5-T 0,002
94 Plata
El elemento plata es uno de los más escasos en las aguas naturales. Este elemento podría tener efectos puramente estéticos en las personas debido al decoloramiento permanente e irreversible de la piel, los ojos y las membranas mucosas.
Todos los estudios que sobre este elemento se han hecho y sobre sus posibles efectos, se encuentran en la fase preliminar, por lo cual no se puede dar un límite definido sobre los efectos sobre salud humana.
En caso de que este elemento se encuentre por encima de los límites permitidos, su eliminación se lleva a cabo en el proceso de floculación con sulfato férrico a pH entre 7 y 9 o sulfato de aluminio a pH entre 6 y 8 ó de ablandamiento con cal a pH entre 7 y 9, pero los índices de remoción se encuentran en el mejor de los casos entre 70% y 80%.
La EPA considera que en base a que este elemento es muy extraño en aguas, y a que las observaciones hechas sobre el mismo están por definir, el límite de un microgramo por litro de plata no debe ser excedido en aguas de consumo humano. Plomo
El plomo puede provocar en el hombre intoxicaciones agudas o crónicas y por el avance de la tecnología se está actualmente más expuesto a su contaminación por vía de los alimentos, el aire o el agua.
Las cantidad que puede encontrar en fuentes naturales varían notoriamente y pueden estar entere cifras tan pequeñas como trazas hasta cantidad que superan