Capítulo 13:

 Parámetros químicos de calidad de las aguas. Componentes aniónicos

Fluoruros

El ión fluoruro, F-, corresponde a sales de solubilidad en general muy limitada. No suele hallarse en proporciones superiores a 1 ppm.

Elemento esencial para la nutrición del hombre. Su presencia en el agua de consumo a concentraciones adecuadas combate la formación de caries dental, principalmente en los niños (0,8 a 1,2 mg/l), y por este motivo se añade a veces al agua potable. Sin embargo, si la concentración de fluoruro en el agua es alta, podría generar manchas en los dientes (“fluorosis dental”) y dañar la estructura ósea.

Debido al aumento de la fluoración de los abastecimientos de aguas, este control es cada vez más importante. Su límite está alrededor de 1mg/l. La determinación analítica suele hacerse por métodos colorimétricos.

Las principales fuentes de concentraciones contaminantes de flúor en el agua son los efluentes de fábricas de acero y metales o de fábricas de plásticos y fertilizantes.

Los procesos convencionales de coagulación con aluminio no son efectivos para la remoción de fluoruros, ya que para reducir la concentración de fluoruros en el agua de 3,6 a 1 mg/l se requieren 350 mg/l de aluminio. Se precipitan con cal (F2Ca).

Sílice

Aunque el cuarzo y las arcillas tienen una importancia enorme en las rocas (sobre todo en las sedimentarias), la sílice (SiO2) está en poca proporción en las aguas debido a su baja solubilidad (1-40 mg/l), pudiendo llegar a 100 ppm, especialmente si son aguas bicarbonatadas sódicas. Se encuentra fundamentalmente en forma de ácido silícico H4SiO4, y como materia coloidal. Contribuye ligeramente a la alcalinidad del agua. Se determina analíticamente por colorimetría.

La sílice tiene mucha importancia en los usos industriales porque forma incrustaciones en las calderas y sistemas de refrigeración, y forma depósitos insolubles sobre loa álabes de las turbinas. Su eliminación se consigue parcialmente por precipitación, pero fundamentalmente mediante resinas de intercambio iónico fuertemente básicas.

Bicarbonatos y carbonatos

Los bicarbonatos (CO3H-) se presentan normalmente en concentraciones entre 50 y 400 mg/l y proceden de la disolución de minerales carbonatados y del CO2 del agua. Los carbonatos (CO3=) sólo aparecen en concentraciones apreciables en aguas con pH superiores a 8,5 y precipitan fácilmente en presencia de calcio. Estos iones contribuyen fundamentalmente a la alcalinidad del agua.

Otros componentes aniónicos

• Sulfuros

Los sulfuros (S=) y el ácido sulfhídrico se encuentran en concentraciones variables en los distintos tipos de aguas, pero en general las aguas contienen mucho menos de 1 ppm. Su característica principal es el olor, por baja que sea su presencia. Son agentes reductores y por tanto originan una Demanda Inmediata de Oxígeno que disminuye el contenido de oxígeno de las aguas, siendo especialmente corrosivos para las aleaciones de cobre.

• Fenoles

Los compuestos fenólicos son hidroxiderivados del benceno y de compuestos aromáticos polinucleares.Su presencia en el agua está relacionada con la descomposición de hojas y materia orgánica, ácidos húmicos y fúlvicos, pero principalmente se los asocia a procesos de contaminación de las fuentes por desechos industriales, aguas servidas, fungicidas y pesticidas, hidrólisis y oxidación de pesticidas organofosforados, degradación bacteriológica de herbicidas del ácido fenoxialquílico, entre otros.Se determinan espectrofotométricamente a partir de compuestos de condensación del fenol con 4-amino antipirina, ya sea directamente o por extracción previa con cloroformo.

Los compuestos fenólicos y los fenoles halogenados son tóxicos para el hombre a concentraciones altas. Pero aun en cantidades muy pequeñas, cambian las condiciones organolépticas del agua debido a su intenso olor y sabor, ambos desagradables.

Los compuestos fenólicos son muy difíciles de remover con los tratamientos convencionales. Se recomienda que el contenido de los compuestos fenólicos no sea superior a 2 μg/l.

Si un agua filtrada que contiene fenoles es sometida a la cloración, los derivados fenólicos clorados pueden cambiar el olor y el sabor del agua, lo que no necesariamente será percibido en la planta de tratamiento, pero sí puede manifestarse en las conexiones domiciliarias.

• Detergentes

Los detergentes pueden ser de naturaleza aniónica, catiónica o neutra, siendo los primeros los más utilizados. Son sólo muy ligeramente tóxicos, pero presentan problemas de formación de espumas, y pueden interferir los procesos de floculación y coagulación, y afectar la oxigenación del agua. Su determinación se efectúa por formación de complejos estables con azul de metileno (contraión catiónico) y extracción de estos con cloroformo, determinándose la concentración por espectroscopia UV-vis, por comparación con una curva de calibrado.

Entre los agentes espumantes se agrupa a todos los compuestos tensoactivos que, por su naturaleza, en mayor o en menor grado, producen espuma cuando el agua es agitada. La causa principal reside en la presencia de residuos de los detergentes domésticos, como el alquil-sulfonato lineal (LAS) y el alquil-sulfonato bencénico ramificado (ABS), entre los más comunes.

Asimismo, los “agentes tensoactivos” presentes en el agua pueden dispersar las sustancias insolubles o absorbidas, debido a la disminución de la tensión superficial del agua. Interfieren así en los procesos de coagulación, sedimentación y filtración.

Su acción más importante en las aguas superficiales está relacionada con la interferencia en el poder autodepurador de los recursos hídricos, debido a la inhibición de la oxidación química y biológica. Como consecuencia de esto, aun en aguas fuertemente contaminadas, la determinación de la carga orgánica biodegradable (DBO) suele presentar valores bajos. Esto se debe, entre otras causas, a que las bacterias en presencia de detergentes se rodean de una película que las aísla del medio e impide su acción.

Por otro lado, la solubilidad del oxígeno en aguas que contienen detergentes es menor que en aguas libres de ellos. Se disminuye, en consecuencia, la difusión del oxígeno del aire a través de la superficie del agua.

Frente a la presencia de aceites y grasas, los detergentes juegan un papel emulsionante, lo que depende fundamentalmente de la estructura del grupo liófilo del detergente.

Aunque los detergentes pueden tener estructuras químicas diversas o ser más o menos biodegradables, se ha demostrado que concentraciones menores de 0,5 mg/l no tienen efectos adversos en los procesos de tratamiento ni en la salud.

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