Ingenieria Y Control De Contaminacion Del Agua

1. - CARACTERES ORGANOLÉPTICOS: 1.2. - Olor-sabor: El olor y sabor están, en general, íntimamente relacionados. Existen solamente cuatro sabores fundamentales: ácido, salado, amargo y dulce. Junto a ellos se suele hablar de sabores metálico, a tierra, a moho, a farmacia, etc., en estrecha relación con los olores. Los olores pueden ser mucho más específicos; en la Tabla 3.1 están recogidos los olores más frecuentes: Las fuentes de olor y sabor pueden ser naturales o artificiales. En general, los compuestos inorgánicos no producen olor, excepto el cloro, sulfuro de hidrógeno,

Tabla 1: Olores de las aguas y sustancias responsables de los mismos.

amoniaco y derivados. En cambio, sí suministran determinados sabores, sobre todo ácidos, salados y en su caso metálicos. Los compuestos orgánicos suelen producir tanto sabores corno olores. Entre los que comunican malos olores y sabores, destacaríamos: fenoles, clorofenoles, rnercaptanos, alquitranes, aldehídos, detergentes, ácidos grasos, indoles, También determinados organismos vivos producen olores y sabores: algas, bacterias, hongos, así corno la descomposición de vegetales y animales. Especialmente tienen malos olores y sabores las aguas residuales domésticas e industriales. La medida de olores 1

es estimativa, debe hacerla un grupo de 5 personas (mínimo dos). Se hace una escala de intensidades de olor, por ejemplo se hacen diferentes diluciones de la muestra a medir y se determina el olor en frío (a 25ºC) y en caliente (a 60ºC). Se clasifican los frascos con olor y los inodoros, para deducir las diluciones intermedias que se necesitan. Los resultados se indican en números que expresen el valor límite de apreciación de olor. Este valor corresponde a la cifra de mayor dilución que da un olor perceptible. La medida de sabores se basa en la finura del sentido del gusto del grupo operador. El agua a examinar se diluye con agua sin gusto. La degustación se efectúa empezando por las diluciones más grandes hasta la aparición del gusto; debe efectuarse la degustación a 30ºC , por un equipo de al menos 3 operadores. El agua de dilución se prepara con agua potable filtrada con carbón activo. Orozco, B.C. (2003) Fisiológicamente, los sentidos del gusto y el olfato están íntimamente relacionados ya que las papilas linguales y las olfativas detectan estímulos simultáneos y complementarios. En la situación habitual, las sustancias con capacidad de producir olor/sabor en un agua pueden interactuar en tres formas:  Aditividad: suma simple de olores/sabores.  Sinergismo: incremento del olor/sabor con respecto a la suma simple de los individuales.  Antagonismo: reducción del olor/sabor resultante con relación a lo esperado por adición simple. Las fuentes de sabores y olores en un agua responden a dos orígenes: naturales y artificiales. Respecto a las primeras incluyen gases, sales, compuestos inorgánicos, compuestos orgánicos y compuestos procedentes de la actividad vital de los organismos acuáticos. Los compuestos productores de 2

olor/sabor de origen artificial pueden ser también orgánicos e inorgánicos y están probablemente más definidos, al poder identificarse la fuente concreta productora del problema. Pasemos revista brevemente a ambos. Galvín, R. M. (2008) 

Compuestos inorgánicos: El H2S con su típico olor a huevos podridos en concentración alta y a

moho o pantano en concentraciones bajas es suficientemente conocido. Se suele detectar en aguas poco oxigenadas y en aguas profundas de lagos durante la estratificación térmica (verano/otoño). Así mismo, la mayoría de las sales y minerales producen olor Salado o metálico en un agua, siendo el umbral de percepción tremendamente subjetivo. Metales que habitualmente producen sabores en un agua son Fe, Mn y Zn; mientras entre los aniones, deben citarse CI-, S04=, HCO3- y NO3-. Es típico también el sabor que produce en el agua el cloro o hipoclorito usado en su tratamiento, especialmente si el agua a tratar lleva compuestos fenólicos (sabor a clorofenoles, o "medicamentoso"). Galvín, R. M. (2008) 

Compuestos orgánicos: De entre los de origen natural cítense a los siguientes:  Geosmina, aceite neutro de fórmula C12H22O con un olor terroso o leñoso, producido por especies de Actinomicetos.  Mucidona, metabolito de fórmula C12H18O2 con persistente olor a moho.  Otros

odorantes

típicos

pueden

ser

metil-isoborneol,

metilmercaptanos, sulfuro de dimetilo, etc.

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Además, benceno y sustancias afines tienen tanto origen natural como industrial y no se perciben en un agua salvo que estén en concentraciones altas. Finalmente, menciónese a los detergentes debido a los perfumantes que contienen. Galvín, R. M. (2008) Los organismos potencialmente productores de olor/sabor en las aguas, son prácticamente todos los que pueden vivir en ellas, es decir, algas, hongos, bacterias, cianofíceas, organismos zooplanctónicos y en general, los encargados de llevar a cabo la putrefacción de materias orgánicas y su descomposición. La cloración de aguas para bebida que porten cantidades apreciables de materias orgánicas producen aguas con problemas de olor y sabor, poco apreciadas por el consumidor que automáticamente identifica estos problemas con exceso de cloro en el agua, lo que no es la verdadera causa. Finalmente, la incidencia y problemática asociada a los olores y sabores en el agua potable viene marcada por dos aspectos: pH y temperatura. Y ello es debido a que, en general, las sustancias con incidencia organoléptica suelen estar afectadas por un equilibrio ácido-base, en que sólo una de las formas es la que produce el problema. Además, cualquier sustancia que provoque olor/sabor acentúa esta circunstancia cuando su presión de vapor y su volatilidad son mayores, es decir, cuando la temperatura del agua es más alta. Galvín, R. M. (2008) La técnica de análisis más usual es el método de las diluciones (método oficial) que es un método de límites. Se trata de determinar el grado de dilución necesario para lograr la desaparición de un determinado tipo de olor o sabor presente en un agua. Se requieren varias personas 4

(panel de catadores) para conseguir unos resultados aceptables. Lógicamente, el agua utilizada en las diluciones habrá estar exenta de cualquier tipo de olor o sabor, requiriéndose, pues, agua destilada sometida a algún tratamiento específico para eliminar este problema (como filtración a través de carbón activo). Galvín, R. M. (2008) Estos caracteres deben ser tomados en cuenta en el momento de la toma: ciertos olores pueden desaparecer, por ejemplo, en el transporte. Galvín, R. M. (2008) En términos prácticos, la falta de olor puede ser un indicio indirecto de la ausencia de contaminantes, tales como los compuestos fenólicos. Por otra parte, la presencia de olor a sulfuro de hidrógeno puede indicar una acción séptica de compuestos orgánicos en el agua. Mejía Reinoso, T. J. (2010) El cuadro 1 presenta un resumen de algunos olores característicos del agua, de acuerdo con su origen. Naturaleza

Origen

Olor balsámico

Flores

Dulzor

Coelosphaerium

Olor químico

Aguas residuales industriales

Olor a cloro

Cloro libre

Olor a hidrocarburo

Refinería de petróleo

Olor medicamentoso

Fenol, yodoformo

Olor a azufre

Ácido sulfhídrico, H2S

Olor a pescado

Pescado, mariscos

Olor séptico

Alcantarilla

Olor a tierra

Arcillas húmedas

Olor fecaloide

Retrete, alcantarilla

Olor a moho

Cueva húmeda

Olor a legumbres

Hierbas, hojas en descomposición

Tabla 2: Olores característicos del agua y su origen.

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Las sustancias generadoras de olor y sabor en aguas crudas pueden ser compuestos orgánicos derivados de la actividad de microorganismos y algas o provenir de descargas de desechos industriales. Mejía Reinoso, T. J. (2010) 1.2. – Color: Hay que distinguir lo que se llama color aparente, que es el que presenta el agua bruta, del denominado color verdadero, que es el que se presenta cuando se ha eliminado la materia en suspensión. Orozco, B.C. (2003) El origen del color puede ser de tipo interno (debido a los materiales disueltos, dispersos o suspendidos) o de tipo externo (absorción de las radiaciones de mayor longitud de onda). Orozco, B.C. (2003) La coloración de un agua natural «no contaminada» es causada principalmente por: - Sustancias húmicas, ácidos tánicos, hojas, turba............... Color café amarillento o pardo - Fitoplacton, clorofíceas............................................... Color verde - Sales de hierro (zonas graníticas o silíceas)..................... Color rojizo o pardo - Macizos no Calcáreos...................................... Color amarillento - Macizos calcáreos................................................... Color verdoso

Los colores de las aguas residuales pueden ser debidos a multitud de compuestos orgánicos e inorgánicos, que pueden estar en elevadas 6

concentraciones: sales de cromo, colorantes industriales, aceites,... Las aguas residuales urbanas recientes tienen color gris, que va pasando a oscuro e incluso negro. Orozco, B.C. (2003) Se mide el color en unidades de Pt-Co, por comparación con una solución patrón de ambos metales. Orozco, B.C. (2003) El color de un agua se debe, fundamentalmente, a diferentes sustancias coloreadas existentes en suspensión o disueltas en ella. En aguas naturales el color proviene de las numerosas materias orgánicas procedentes de la descomposición de vegetales, así como de diversos productos y metabolitos

orgánicos

que

habitualmente

se

encuentran

en

ellas

(colocaciones amarillentas). Además, la presencia de sales solubles de Fe y Mn (aguas subterráneas y superficiales poco oxigenadas) también produce un cierto color en el agua. Galvín, R. M. (2008). En aguas naturales de lagos y embalses suele existir una relación directa entre color y pH, de forma que cuando aumenta el segundo lo hace el primero. En aguas de lagos y embalses, el color del agua profunda durante la época de estratificación térmica es marcadamente más alto al del agua superficial. Por otro lado, las colocaciones rojizas observadas a veces en aguas de bebida proceden del hierro y las negras del manganeso divalentes que se oxidan por la adición de cloro u otros agentes oxidantes, generándose la correspondiente precipitación de oxihidróxidos coloreados poco solubles. Otras veces, el color procede de la oxidación de las propias conducciones de agua potable, que si son de cobre provoca colocaciones verde-azuladas. En este sentido, la importancia del color en el agua de consumo es fundamentalmente, de carácter organoléptico: cuando se toma agua 7

coloreada, ineludiblemente se la asocia a agua "peligrosa" para la salud. La mayor parte de los individuos perciben niveles de coloración de unos 15 mg/l Pt-Co. Respecto a aguas residuales industriales, suelen presentar colocaciones en función de la actividad industrial que desarrollen: fábricas de pasta de papel evacuan aguas parduzcas debido a la lignina; las aguas de mataderos son rojizas por la sangre; las lecheras y derivados lácteos producen aguas blancuzcas, etc... Su medida se basa en el hecho de que el color producido por las sustancias de carácter natural de un agua es muy similar al desarrollado por disoluciones de mezclas de K2CI6Pt y CoCl2: la longitud de onda de máxima absorción corresponde entonces a 430-440 nm. Este método del cloroplatinato potásico (oficial) no sería aplicable a aguas residuales industriales fuertemente coloreadas por sustancias inorgánicas. Galvín, R. M. (2008). Esta característica del agua puede estar ligada a la turbiedad o presentarse independientemente de ella. Aún no es posible establecer las estructuras químicas fundamentales de las especies responsables del color. Esta característica del agua se atribuye comúnmente a la presencia de taninos, lignina, ácidos húmicos, ácidos grasos, ácidos fúlvicos, etcétera. Se considera que el color natural del agua, excluyendo el que resulta de descargas industriales, puede originarse por las siguientes causas:  La extracción acuosa de sustancias de origen vegetal;  La descomposición de la materia.  La materia orgánica del suelo.

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 La presencia de hierro, manganeso y otros compuestos metálicos; y  Una combinación de los procesos descritos.

En la formación del color en el agua intervienen, entre otros factores, el pH, la temperatura, el tiempo de contacto, la materia disponible la solubilidad de los compuestos coloreados. Mejía Reinoso, T. J. (2010) Se denomina color aparente a aquel que presenta el agua cruda o natural y color verdadero al que queda luego de que el agua ha sido filtrada. Mejía Reinoso, T. J. (2010) Existen muchos métodos de remoción del color. Los principales son la coagulación por compuestos químicos como el alumbre y el sulfato férrico a pH bajos y las unidades de contacto o filtración ascendente. Mejía Reinoso, T. J. (2010) Debido a que el color del agua se origina, en muchos casos, por la presencia de compuestos de naturaleza orgánica, se recomienda que la desinfección se realice luego de que este haya sido removido, para evitar que la aplicación de cloro como desinfectante pueda dar origen a la formación de trihalometanos, compuestos que tienen efecto cancerígeno en animales. Mejía Reinoso, T. J. (2010) Bibliografia:  Galvín, R. M. (2008). Características físicas, químicas y biológicas de las aguas. España: EMACSA.  Mejía Reinoso, T. J. (2010). Estudio sobre la calidad del agua potable del cantón Gualaquiza (Master's thesis). 9

 Contaminación ambiental : una visión desde la química / Carmen Orozco Barrenetxea...[et al.]. (2003)

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