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Algunas características del agua pueden observarse a través del sabor, el color y el olor. Aun así, los métodos y observaciones oficiales son la forma más fiable de establecer sus propiedades y aptitud para diversos usos.
La finalidad de diferenciar las distintas muestras de agua es que comprendas mejor las cuestiones de salud y seguridad en el trabajo, higiene industrial y medio ambiente. Vamos a conocer los parámetros que se tienen en cuenta en el análisis de muestras de agua, los tipos de análisis que existen y algunos ejemplos.
Definición de análisis de muestras de agua
Los análisis de muestras de agua analizan muestras de agua para determinar sus propiedades físicas y bioquímicas.
Las muestras de agua se toman de distintos lugares del sistema de distribución de agua, como plantas de tratamiento de agua, depósitos de almacenamiento, agua del grifo o un manantial natural. A continuación se analiza el agua para detectar la presencia de contaminantes específicos.
El análisis de muestras de agua forma parte integrante de la gestión de la calidad del agua y ayuda a garantizar que el agua potable sea segura para su uso o consumo.
Los análisis del agua pueden realizarse por diversos motivos. En su mayoría, los motivos son
- evaluar la calidad del agua
- investigar la contaminación del agua
Finalidad del análisis de muestras de agua
Hoy en día, el agua puede proceder de diversas fuentes, como acequias, arroyos o depuradoras. A veces, esta agua puede estar contaminada. Puede entrar en contacto con bacterias, metales disueltos, virus, lodos domésticos y de plantas, u otros elementos que pueden resultar nocivos una vez ingeridos por el ser humano.
Al hablar de contaminación, nos referimos a los niveles medios de tolerancia humana, ya que las distintas especies tienen distintos niveles de tolerancia a distintos tipos de contaminación. Dentro de la población humana, las personas también tendrán distintos grados de tolerancia a contaminantes específicos, en función de la exposición previa y del estado general de salud, como la salud hepática.
Según la masa de agua que se analice, unos indicadores de calidad del agua pueden ser más preocupantes que otros.
En tales casos, se puede recoger agua y analizarla para detectar microorganismos u otras partículas.
| Uso previsto para la masa de agua | Características importantes |
| Uso agrícola | pH del agua (alcalinidad), niveles de nutrientes (sales solubles, nitrógeno), calidad microbiana (presencia o ausencia de patógenos). |
| Recreativo (por ejemplo, natación, buceo) | Composición microbiológica (virus y bacterias). |
| Alimentos y bebidas | Sólidos en suspensión, tóxicos (pesticidas, metales), nutrientes (fósforo y nitrógeno). |
Entre los contaminantes habituales que son perjudiciales para la salud humana y, a veces, animal, están
- BacteriasEscherichia coli (E. coli): procedentes sobre todo de las heces humanas y animales (incluidos los animales domésticos).
- Arsénico: sustancia química, tanto de origen natural como resultante de procesos industriales, que provoca complicaciones para la salud, como cánceres.
- Otros metales pesados, como el plomo y el aluminio: pueden provocar diversos efectos graves en el organismo, como fallos o daños orgánicos, problemas del sistema nervioso, cánceres e incluso trastornos autoinmunitarios.
- Vertidos de fertilizantes, como nitratos y fósforo: el consumo excesivo de estas sustancias químicas puede causar graves defectos de salud en los seres humanos, como el síndrome del bebé azul. También dañan el medio ambiente, provocando la contaminación del agua (que puede matar peces y otros organismos acuáticos).
Parámetros de análisis de las muestras de agua
Los parámetros de análisis de las muestras de agua indican las condiciones o características del agua que se están analizando. Los principales parámetros pueden agruparse en tres categorías principales.
| Parámetros del agua | Detalles |
Parámetros químicos | pH, oxígeno disuelto, metales, metales pesados, sólidos totales disueltos, etc. |
Parámetros físicos | Conductividad, resistividad, análisis de efluentes, etc. |
Parámetros microbiológicos | Coliformes, E. coli, Enterococos, Estafilococos, etc. |
Los principales parámetros analizados son el pH, la temperatura, el oxígeno disuelto, el total de sólidos disueltos (TDS), la conductividad, la turbidez y los fosfatos. Estos parámetros de análisis de muestras de agua son esenciales para la calidad del agua porque indican lo que hay en ella y cómo puede afectar a la vida acuática o a la salud humana.
- El pH mide la acidez o basicidad de una muestra de agua.
- La temperatura es una medida del contenido calórico del agua.
- El oxígeno disuelto mide la cantidad de oxígeno que hay disuelto en una muestra de agua.
- La conductividad es una medida de la capacidad del agua para conducir la electricidad.
- La turbidez es una medida de las partículas en suspensión del agua.
- Los fosfatos son nutrientes que pueden provocar un crecimiento excesivo de plantas acuáticas y algas.
Además de estos parámetros básicos de calidad del agua, otros parámetros de análisis de muestras de agua que pueden medirse en función del problema de calidad del agua que se esté investigando son los nutrientes (nitrógeno y fósforo), los metales (como el hierro y el plomo) y los productos químicos (como pesticidas y herbicidas).
Tipos de análisis de muestras de agua
Se pueden utilizarvarios métodos para analizar muestras de agua, comola cromatografía, la espectroscopia, la filtración, el análisis gravimétrico y la valoración. El método más adecuado dependerá del tipo de información que se necesite.
Por ejemplo, las muestras de agua pueden analizarse para determinar los niveles de pH, los niveles de oxígeno disuelto, los nutrientes disueltos, los sólidos en suspensión, las bacterias, la presencia de determinados contaminantes , así como la conductividad.
Los lugares donde se puede analizar el agua incluyen
aguassubterráneas (especialmente para la calidad del agua potable)
aguas superficiales
suministros municipales de agua
Cromatografía
Este método de análisis del agua hace pasar una muestra de agua a través de una columna de material absorbente/poroso. Los contaminantes se separan en función de su afinidad con el material absorbente.
Las moléculas de agua más pequeñas pueden atravesar los poros más fácilmente que las más grandes, por lo que se separan del resto del agua.
Este proceso puede utilizarse para purificar el agua o para detectar contaminantes.
Las columnas de cromatografía están hechas de diversos materiales, como vidrio, plástico y arcilla porosa. El tipo de columna que se utilice dependerá de la aplicación específica.
Con estos instrumentos, los investigadores pueden rastrear y analizar contaminantes, trazas de metales y posibles contaminantes, como fármacos y disolventes. La cromatografía pone de manifiesto todas estas sustancias, incluso en concentraciones apenas trazables.
Espectroscopia
La cromatografía se utiliza a menudo junto con la espectroscopia , que ayuda a identificar mejor la presencia de diversas sustancias en una muestra de agua, incluidos los metales.
La espectroscopia es una técnica de análisis de muestras de agua que utiliza rayos láser para medir la concentración de diversas sustancias en una muestra de agua.
El haz láser se hace pasar a través de la muestra de agua, y la luz resultante se analiza para determinar las concentraciones de múltiples sustancias. Esta información permite identificar la contaminación del agua y determinar su origen.
La espectroscopia es una herramienta esencial para las pruebas de calidad del agua, y puede utilizarse para controlar los niveles de contaminación del agua a lo largo del tiempo.
Filtración
Las muestras de agua pueden filtrarse para realizar pruebas microbiológicas o de compuestos inorgánicos. Esto suele implicar el uso de una membrana porosa que deja pasar el agua, pero captura los microorganismos o compuestos para posteriores análisis de viabilidad.
Se puede utilizar un filtro de membrana de celulosa para capturar microorganismos del agua. Se puede colocar en una placa de Petri después de que el agua haya pasado a través de él para hacer crecer cultivos, a partir de los cuales se puede evaluar la calidad microbiológica del agua.
Análisis gravimétrico
El análisis gravimétrico determina la concentración de una sustancia química en el agua midiendo el peso de un compuesto insoluble en agua precipitado a partir del agua.
En otras palabras, se hace pesando la muestra de agua antes y después de la evaporación. La diferencia de peso se utiliza para calcular el número de sólidos disueltos en la muestra de agua.
La razón más común para analizar el agua es medir la concentración de un contaminante concreto, como el plomo o el mercurio. Sin embargo, los análisis del agua también pueden medir las concentraciones de nutrientes, minerales y otras sustancias químicas presentes en el agua.
El análisis gravimétrico suele ser más preciso que otros métodos de análisis del agua, como la espectrofotometría o la valoración. Sin embargo, también requiere más tiempo y equipos más caros.
Titulación
La valoración es el proceso de añadir una pequeña cantidad de una solución química a otra hasta que se produce la reacción deseada.
Suele hacerse para determinar la concentración química en una muestra de agua. El tipo más habitual de análisis de muestras de agua mediante valoración es la valoración ácido-base. Consiste en añadir un ácido a una muestra de agua hasta que el pH del agua alcance el nivel deseado.
La acidez o alcalinidad del agua se mide en una escala de pH, en la que siete es neutro, menos de siete es ácido y más de siete es alcalino.
Aunque la valoración se utiliza normalmente para determinar la concentración de una sustancia química inorgánica en el agua, también puede emplearse para determinar la concentración de otras sustancias, como grasas o proteínas.
Ejemplos de análisis de muestras de agua
Una vez recogidas las muestras de agua, suelen enviarse a un laboratorio para su análisis. Los resultados de los análisis de muestras de agua pueden proporcionar información valiosa sobre la salud de un ecosistema y ayudar a identificar posibles problemas medioambientales.
Las muestras se conservan en recipientes herméticos a baja temperatura para evitar la proliferación de bacterias durante el transporte y antes de analizarlas en un laboratorio. Los pasos generales que se siguen para tomar y analizar una muestra de agua ambiental son
Haz observaciones - En el lugar de recogida, anota lo que percibas a través del oído, el olfato, la vista, etc.
Por ejemplo, ¿qué organismos utilizan la fuente de agua (cuervos, ovejas), si entran en el agua (bañarse, refrescarse los pies, beber), y qué vive dentro del agua (peces, crustáceos)?
Fíjate en las plantas de la zona (hierbas, árboles, algas), en el nivel del agua (si cambia), en la estabilidad de las orillas y en cómo afecta a la masa de agua observada los factores ambientales durante las horas de observación (temperatura, lluvia, luz solar intensa). Un entorno tranquilo (sin patrones meteorológicos turbulentos) y poco uso del agua, por ejemplo, por el ganado, son los mejores para el muestreo del agua.
Prepárate para recoger el agua - Esteriliza las manos o ponte guantes limpios, y utiliza jarras de recogida esterilizadas o recipientes que no se hayan tocado con las manos sin esterilizar.
Encuentra el punto de recogida del agua (normalmente mediante una bomba) y recoge el agua de allí.
Mide el pH, la turbidez y la temperatura.
Mide y toma varias muestras de agua.
Recuerda:
- Movimiento del agua: si el agua está estática, crea movimientos circulares, o si la muestra se toma de un grifo, deja fluir primero el agua durante unos segundos para que la muestra no se tome del agua estancada.
- Almacena el agua recogida a menos de 10 grados Celsius, pero no las congeles. Lo ideal es no conservarlas más de 24 horas.
Análisis de muestras de agua - Puntos clave
Las propiedades físicas y bioquímicas del agua pueden determinarse mediante técnicas de muestreo del agua.
Las distintas ocupaciones tienen diferentes normas de calidad del agua. El uso agrícola del agua en el Reino Unido permitirá un bajo porcentaje de bacterias e-coli naturales al regar los cultivos, pero las normas del agua embotellada no.
Se pueden utilizar aguas subterráneas, superficiales, municipales o del grifo para tomar lecturas de muestras de agua.
La cromatografía, la espectroscopia y la valoración son algunos métodos que ayudan a identificar la calidad del agua.
El método más sencillo de análisis de muestras de agua establece la turbidez, el pH y la temperatura.
Referencias
- Cómo puede ayudar la cromatografía a tener un agua limpia, 2021, https://www.chromatographytoday.com/news/liquid-chromatography/65/breaking-news/how-can-chromatography-help-with-clean-water/55693. Consultado el 17.07.22
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