Métodos analíticos para la medida de la contaminación de aguas residuales


Parámetro Método de análisis propuesto

Procedimientos

pH pH-metría Calibración del pH-metro con las disoluciones patrón. Medida directa de la muestra.
Salinidad Conductimetría Medida directa con conductímetro que podremos comparar con patrones de salinidad conocida. En este caso influye en gran medida la temperatura, que habrá que tener en cuenta
Sólidos totales en suspensión Filtración Se taran los filtros (A), se filtra, seca y se mide el el peso (B).
Sólidos totales (mg/litro) =
[(A-B)*1000]/Volumen de muestra (ml)
Sólidos sedimentables Sedimentación Un volumen de 1 litro de muestra se deposita en un cono de Imhoff. Se deja sedimentar y se mide el volúmen de sedimento. El resultado se expresa en mlsólidos/lmuestra
D.Q.O. Valoración con dicromato potásico Se pesan 0,44 g de HgSO4 en matraz para reflujo de 100 ml. La cantidad propuesta de HgSO4 es suficiente en la mayoría de los casos, para eliminar las posibles interferencias por Cl en la muestra.
Se calienta en una placa calefactora y se colocan unas bolitas de vidrio en el matraz para favorecer la ebullición.
Se añaden 20 ml de muestra.
Se añaden lentamente 30 ml de la solución de sulfato de plata en ácido sulfúrico, con una pipeta de vertido, mezclando bien para disolver el HgSO4, y enfríar.
Se añaden 12,5 ml de solución de dicromato potásico 0,25 N y se mezclan bien todos los productos añadidos.
Sobre el matraz se dispone el elemento refrigerante (condensador del reflujo), y se somete a reflujo durante 2 horas.
El conjunto se deja enfriar; el condensador del reflujo se lava con agua destilada, y después se separa el matraz del refrigerante.
La muestra oxidada se diluye hasta 75 ml con agua destilada y se deja enfriar hasta temperatura ambiente.
Se añaden unas 5 gotas del indicador ferroína.
Se procede a valorar el exceso de dicromato con la sal de Mohr (sulfato de hierro y amonio) 0,25 N.
El punto final de análisis se toma cuando el color varía bruscamente de azul verdoso a pardo rojizo.
DQO (mg de oxígeno/litro) = [(A-B) x N x 8000 ]/ Volumen (ml) de muestra.
A= Volumen (ml) de sal de Mohr gastado en el blanco.
B= Volumen (ml) de sal de Mohr gastado en la muestra.
N= Normalidad de la sal de Mohr.
D.B.O.5 Medida de la variación de la presión parcial de oxígeno Es necesario un biómetro (equipo para la determinación de la DBO) que mide la presión parcial.
Se introduce la muestra en el frasco del biometro junto con 20 gotas de alliltiourea, que inhibe de la nitrificación, y una cápsula con NaOH para la captura del CO2 producido. El frasco se incuba durante 5 días a 25 ºC con agitación suave.
La depresión registrada por el biómetro en estas condiciones es exclusiva del consumo de oxígeno para la degradación de la materia orgánica por parte de los microorganismos.
Nitrógeno total Análisis elemental Preparamos las alícuotas que requiera el equipo (anañizador elemental), y se introducen en la correspondiente cápsula para que se analicen. La técnica se basa en la completa oxidación de la muestra mediante una combustión con oxígeno puro a una temperatura aproximada de 1000ºC. Los diferentes productos de combustión son transportados mediante el gas portador (He) y después selectivamente separados en columnas específicas para ser luego desorbidos térmicamente. Los gases pasan de forma separada por un detector de conductividad térmica que proporciona una señal proporcional a la concentración de cada uno de los componentes individuales de la mezcla, que será registrada por un ordenador.
NO3- Potenciometría con electrodos selectivos El principio del proceso se basa en la generación de un potencial eléctrico cuando el electrodo de medida se pone en contacto con la muestra conteniendo nitratos. El rango de trabajo se sitúa entre 0,14 mg/l y 1400 mg/l aproximadamente. Los
cloruros y los bicarbonatos pueden interferir en el análisis, así como otros aniones más infrecuentes en aguas. Se requiere electrodo de referencia de doble unión y electrodo selectivo de nitratos. El electrodo selectivo debe ajustarse a las condiciones de temperatura, pH y fuerza iónica de la muestra y de los patrones (disolución KNO3 a 100 ppm, 10ppm y 1 ppm)  usados en la calibración para conseguir que las lecturas sean fiables.
Una solución ISA (ajustador de fuerza iónica) con eliminador de interferencias podría ser el siguiente: 17,32 g de Al2(SO4)3 , 1,28 g de ácido bórico, 3,43 g de Ag2SO4 y 2,52 g de ácido sulfámico, disueltos en agua destilada; la disolución se lleva a pH 3 con H2SO4 o NaOH y se enrasa a 1 litro. Para la determinación de nitratos, se toma una alícuota de 50 ml de la muestra, a la que se añaden 10 ml de la disolución anterior; a continuación se procede a la lectura potenciométrica. La cantidad de ISA que se necesita es función del potenciómetro y de la concentración esperada de nitratos.
NH4+ Potenciometría con electrodos selectivos En este caso se usa un electrodo selectivo de amonio. El patrón usado será NH4Cl en concentraciones de 10 ppm y 1 ppm. El procedimiento es el mismo, en este caso las interferencias pueden ser causadas por aminas volátiles o surfactantes, y la solución ISA estará formada por algún agente complejante que elimine los iones metálicos y NaOH para ajustar el pH en torno a 11, donde todo el amonio esta en forma de NH3.
Fósforo total Colorímetría Se introduce 50 ml de muestra homogeneizada en un matraz erlenmeyer de 125ml.
Se añade 1 ml de la solución de ácido sulfúrico (30ml de H2SO4 concentrado y 70 ml de H2O)
Se añade 0,4 g de persulfato amónico.
Se lleva a ebullición, y se mantiene regularmente durante unos 45 minutos hasta tener un volumen final aproximado de 10 ml.
Se deja enfriar, y se añaden unos 10 ml de agua destilada y unas gotas del indicador fenolftaleína.
Se añade NaOH 1N hasta el viraje a coloración rosa de la fenolftaleína; la mezcla se decolora después añadiendo una gota de una disolución diluída de ácido sulfúrico.
Se lleva a 50 ml con agua destilada.
Se procede a la determinación de fósforo (ortofosfatos) siguiendo el método colorimétrico del vanadato-molibdato amónico. Las muestras digeridas deben diluirse convenientemente para que la concentración de fósforo final esté dentro del rango del método analítico.
Se lleva una alícuota de 5 ml de la muestra a matraz de 25 ml.
Se añaden 5 ml del reactivo vanadato-molibdato amónico.
Se enrasa a 25 ml con agua destilada.
Se agita bien la mezcla y se deja desarrollar el color durante 30 mn.
Se lee la absorbancia a 440 nm de longitud de onda.
Se procede de idéntica manera con alícuotas del patrón de 20 ppm de P, a fin de hallar una recta de calibración que comprenda el rango de 2 a 10 ppm de P.
P (ppm) = [Absorbancia x K x 25 x F] /5
K: pendiente de la recta de calibración
F: factor de dilución de la muestra
Carga biológica Cultivo selectivo El análisis microbiológico de las aguas residuales comprende, como determinaciones básicas, los microorganismos totales, coliformes totales y coliformes fecales. Se trata de separar los microorganismos del agua por filtración a través de membranas filtrantes específicas y depositar las membranas con el residuo en placas Petri, que contienen un medio de cultivo específico para el crecimiento de los microorganismos que se desea determinar, en un soporte de papel de filtro. Es muy importante la esterilización en todos los componentes y etapas de proceso para evitar contaminación externa.
Se preparan las placas Petri introduciendo el medio de cultivo adecuado sobre el soporte absorbente del interior de la placa.
Se filtra la muestra en un matraz kitasatos de vidrio sobre el que se sitúa un portafiltros de plástico dotado de disco filtrante de ésteres de celulosa con 0,45 μm de diámetro de poro.
Se coloca la membrana en el filtro con la ayuda de unas pinzas esterilizadas.
Se toman 10 ml de la muestra convenientemente diluída, en función de la contaminación esperada, y se lleva al portafiltro.
Se conecta la bomba de vacío, para filtrar la muestra. Los posibles microorganismos quedarán retenidos en el filtro.
Se desconecta la bomba de vacio. Con las pinzas flameadas se toma el filtro y se coloca en la placa Petri preparada para la determinación microbiológica.
La placa Petri conteniendo el disco filtrante con el residuo se lleva a estufa termostatizada a 37 ºC para la determinación de microorganismos totales y coliformes totales, o a 44,5 ºC para la de coliformes fecales, durante un período de 24 horas.
Tras la incubación, se procede al recuento de las colonias formadas en cada disco filtrante, expresando los resultados en millones de microorganismos por litro de agua.

Fuente: Manual de fitodepuración. Filtros de macrófitas en flotación.
http://www.macrophytes.info/Manual%20sobre%20fitodepuracion.htm
Autores:
Jesús Fernández González (coordinador)
Eduardo de Miguel Beascoechea
José de Miguel Muñoz
Mª Dolores Curt Fernández de la Mora


 
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