Estas se refieren, a las técnicas que se aplicaron para lograr los objetivos específicos; con las cuales se obtuvieron los datos para su posterior análisis y evaluación. En cuanto al agua, se determinaron los análisis de los siguientes parámetros a la entrada y salida de los lisímetros. Las técnicas analíticas, el equipo utilizado, así como la normatividad que aplica; se enlistan en la tabla 11.
Tabla 11. Parámetros analizados en el agua de entrada y salida de los lisímetros.
Parámetro Técnica/equipo utilizado Norma
Turbiedad Método colorímetro Nefelometrico NMX-AA-038-SCFI-2001.
Potencial de Hidrogeno, pH potenciómetro portátil Corning no.
180225 ,NMX-AA-008-SCFI-2000
Temperatura Termómetro de mercurio NMX-AA-007-SCFI-2000
Conductividad eléctrica Conductivimetro electrométrico NMX-AA-093-SCFI-2000
Sólidos disueltos totals, SDT Gravimétrico.SM-2540-C-1998 NMX-AA-034-SCFI-2001
Nitratos N-NO3
Método colorimétrico en espectrofotómetro Hach con reactivos específicos. modelo 890,
NMX-AA-079-SCFI-2001
Nitritos, N-NO2
Método colorimétrico en espectrofotómetro Hach con reactivos específicos.modelo 890
NMX-AA-026-SCFI-2001.
Nitrógeno Amoniacal, N-NH3;
Método colorimétrico en espectrofotómetro Hach con reactivos específicos.modelo 890
NMX-AA-026-SCFI-2001
Demanda Química de Oxigeno,
DQO Método espectofotométrico NMX-AA-030-SCFI-2001
Con respecto al óxido nitroso, se utilizó la técnica de Cromatografía de gases con Detectores de Captura de Electrones e Ionización de Flama. Para lo cual fue necesario
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determinar, el método de análisis adecuado en el cromatógrafo y la curva de calibración; con la que se cuantifico la concentración del óxido nitroso (Accorsi et al, 2005) (figura 57)
Figura 57. Diagrama de funcionamiento de Cromatografía de Gases.
Definición del Método de Análisis en el Cromatógrafo
La puesta en operación y el método de análisis en el cromatógrafo de gases, marca Perkin Elmer. Se realizó con la variación de cada componente, hasta encontrar la combinación que permitiera la identificación exacta y cuantificación del óxido nitroso. El detector seleccionado para la identificación de este gas, es el de captura de electrones (ECD). Ya que presenta una respuesta selectiva, siendo muy sensible a las moléculas que contienen grupos funcionales electronegativos; tales como: halógenos, peróxidos, quinonas y grupos nitro.
El método de análisis fue el siguiente, se utilizó: detector ECD, con una columna semi empacada, y utilizando como carrier gas Helio de grado 5.0. Las temperaturas de trabajo fueron constantes: la del horno e inyector de 150ºC y para el detector de 250ºC. Con este método de trabajo en el cromatógrafo, se identificó el tiempo de residencia para el óxido nitroso en 4.7 min.
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Determinación de la curva de calibración, se procedió a la detección del N2O; para lo cual
se utilizó un gas patrón o estándar. En este caso fue con gas estándar, de 99 % de pureza suministrado por Praxair. Se determinó tanto para el cromatógrafo, como para el detector; los límites de detección y sensibilidad. Lo que se obtuvo, mediante una exhaustiva combinación y análisis de tamaño de muestra; desde los 5 microlitros de hasta los 10 mililitros. Para la certidumbre de la medición, se realizó 5 inyecciones de repetición por cada muestra. Con ello se determina el promedio del área, por tamaño de muestra; tanto en la curva de calibración como en el desarrollo del experimento (tabla 12).
Tabla 12. Datos de Óxido Nitroso para la construcción de la curva de calibración.
Cantidad de Óxido Nitroso Área promedio en el cromatrograma 10 microlitro 2236.4 25 microlitro 2115.6 50 microlitro 2080.9 100 microlitro 776.3 150 microlitro 1020.2 200 microlitro 2014.1 500 microlitro 3404.8 1 ml 5702.5 1.5 ml 9498.3 2 ml 13365.3 2.5 ml 14971.3 3 ml 18308.3 5 ml 24363 10 ml 53190.3
Se construye la curva de calibración, previo ajuste de los datos por mínimos cuadrados; con los datos de: Absorbancia (área determinada directamente por el cromatrograma) vs. Concentración (en ppm y µg/L). Esto para cada tamaño de muestra, los valores de concentración fueron obtenidos mediante el calculador de Lenntech; disponible en su página web. La figura 58 muestra la curva de calibración, realizada con el promedio de las áreas para cada muestra y su desviación estándar en concentraciones de µg/L.
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Figura 58. Curva de calibración de Óxido Nitroso con desviación en estándar en µg/L.
El cromatrograma del gas estándar, reveló la separación de aire y óxido nitroso. Por lo cual para la cuantificación de las muestras de soluciones, las partes por millón de un volumen en el Aire, aplicado a un gas siempre significan partes por millón en volumen o en moles. Estos son idénticos para un gas ideal, y prácticamente idénticos para la mayoría de los gases de interés de contaminación del aire a 1 atm. Entonces se asume que, una parte por millón (en volumen) es igual a; un volumen de un gas determinado mezclado en un millón de volúmenes de aire: 1 ppm=1µ gas/ 1L aire
La sensibilidad del método analítico, se define como la pendiente de la curva de calibración; ya que ésta define la razón de cambio de la propiedad medida por unidad de concentración.
El límite de detección mínimo o la concentración mínima detectable es un parámetro estadístico que ha sido muy controvertido. Actualmente, algunos autores lo definen como la cantidad o concentración más pequeña del analito, que produce una señal significativamente diferente de la señal del ruido de fondo. Para lo cual se preparó, quince soluciones del blanco; se lee la absorbancia respectiva y se calculan las áreas correspondientes.
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El Límite de cuantificación, corresponde a la cantidad o concentración del analito a partir de la cual es confiable realizar determinaciones cuantitativas. Se construyó la curva de calibración mediante el uso del software MINITAB 15 y Origin 5 (figura 59)
Figura 59, Curva de calibración para determinar los límites de detección y cuantificación en µg/L.
El tamaño de muestra a analizar, para no saturar el detector fue de un mililitro. En las cámaras de muestreo colocadas en los lisímetros; se extraía 5 ml.
Desarrollo de Experimentación
Para la recolección-muestreo del gas y del agua fueron diseñadas bitácoras de seguimiento, donde fuera identificado el lisímetro y el captor monitoreado. Así mismo se
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registraban las características meteorológicas el día de muestreo y las condiciones de crecimiento del zacate. (Harrison et al., 2001).
Identificados los lisímetros y cada captor, tanto de agua como de gas.
Se identificaron los lisímetros como: L1y L2, con una letra que indica el material de relleno, S para arenas y C para arcillas.
Se Identificaron los captores de gas, según calidad de fuente de riego, P para agua Potable y T para el agua residual tratada, distinguiendo con un numero la profundidad donde se colocaron (raíz y vadosa).