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Analisis De Las Caracteristicas Fisico-quimicas De Aguas Y Suelos De Cultivos Acuicolas Intensivos Y Superintensivos

ANALISIS DE LAS CARACTERISTICAS FISICO-QUIMICASDE AGUAS Y SUELOS DE CULTIVOS ACUICOLAS

INTENSIVOS Y SUPERINTENSIVOS

Por:

Sergio Andrs Orduz TovarMicrobilogo Industrial

CENIACUA

Edna Constanza ErazoM. Sc. Acuacultura Marina

ZootecnistaCENIACUA

CENIACUA-COLCIENCIAS

2009


Primera edicinBogot D.C, abril de 2009Prohibida la reproduccin o distribucinde este ejemplar por cualquier medio sinla expresa autorizacin del autor

copyright 2009 CENIACUA

Autores:

Sergio Andrs Orduz TovarMicrobilogo IndustrialCENIACUA

Edna Constanza ErazoMSc. Acuacultura MarinaZootecnistaCENIACUA

Diseo y Diagramacin

Rosmery Perz [email protected]: 311 8083140Bogot, Colombia


AGRADECIMIENTOS

A todo el cuerpo de investigadores, tecnlogos, tcnicos y operarios que conformanel personal de CENIACUA por su colaboracin en cada una de las fases de esteproyecto. En especial a Carlos Andrs Surez, Marcela Salazar y Thomas Gitterle porsu gestin y a Adriana Sofa Cortina por su trabajo en el laboratorio para el logro deeste documento.

Agradecimiento especial a Katherine lvarez Montes, Audris Patricia Gonzlez Montes,Karen Lorena Silva Montenegro y Diego Armando Garca Meja quienes durante supasanta profesional, colaboraron en la estandarizacin e implementacin de losprotocolos descritos en este documento.

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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCINABREVIATURAS

1. DESCRIPCIN DEL LABORATORIO DE ANLISIS DE AGUAS Y SUELOS

2. PROTOCOLOS IMPLEMENTADOS EN EL LABORATORIO DE ANLISIS DE AGUAS Y SUELOS DE CENIACUA PUNTA CANOAS.

2.1. PROTOCOLO DE TOMA DE MUESTRA DE AGUA EN PISCINAS DE CULTIVO

2.2. PROTOCOLO DE TOMA DE MUESTRA DE SUELOS DE PISCINAS DE CULTIVO

2.3. PROTOCOLOS PARA ANLISIS DE AGUAS

2.3.1. Determinacin de alcalinidad total2.3.2. Determinacin de la demanda qumica de oxigeno (DQO)2.3.3. Determinacin de Fsforo hidrosoluble2.3.4. Determinacin de fsforo reactivo (PO4-3)2.3.5. Determinacin de Fsforo total y orgnico2.3.6. Determinacin de amonio (N-NH4)2.3.7. Determinacin de Nitratos (N-NO3)2.3.8. Determinacin de nitritos (N-NO2)2.3.9. Determinacin de nitrgeno Kjeldahl2.3.10. Determinacin de oxigeno disuelto (OD) por el Mtodo de Winkler2.3.11. Determinacin de conductividad elctrica (CE)2.3.12. Determinacin de pH2.3.13. Determinacin del potencial de oxido reduccin (ORP)2.3.14. Determinacin de salinidad2.3.15. Determinacin de slidos sedimentables2.3.16. Determinacin de slidos suspendidos y disueltos2.3.17. Determinacin de slidos totales, fijos y voltiles

2.4. PROTOCOLOS PARA ANLISIS DE SUELOS

2.4.1. Determinacin del contenido de humedad2.4.2. Determinacin de carbono total2.4.3. Determinacin del porcentaje de cenizas2.4.4. Determinacin de densidad relativa2.4.5. Textura2.4.6. Nitrgeno total (Kjendahl)2.4.7. Preparacin pasta y extracto de saturacin2.4.8. Determinacin de pH2.4.9. Determinacin del tamao en hmedo de grano2.4.10. Determinacin del tamao en seco de grano

2.5. TABLAS DE REFERENCIA DE PARMETROS FSICOS Y QUMICOS DE AGUASDE CULTIVO DE CAMARN EN SISTEMAS INTENSIVOS Y SUPERINTENSIVOSCON BIO-FLOC (CENIACUA 2008-2009)

BIBLIOGRAFIA

ANEXOS

Anexo 1. Porcentaje de amonio no ionizado (NH3) en solucin acuosa para diferentes valoresde pH y temperatura.

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INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Balanzas usadas el al laboratorio, a) Balanza analtica y b) Balanza grameraFigura 2. a) Horno con rango de temperatura 20-170C, b) nevera para almacenar

muestras y reactivosFigura 3. a) Campana extractora de gases y, b) Equipo de vacio para muestrasFigura 4. Equipos especializados. a) Espectrofotmetro UV-VIS, b) Shaker o agitador

orbital, c) Tamizador y d) digestor.Figura 5. a) UPS, b) Equipo multiparametro y c) Oximetro de mesa.Figura 6. Mantas de calentamiento con y sin agitacinFigura 7. Tubo de muestreo; consiste en un tubo PVC de mnimo 2.5 pulgadas

cortado transversalmente y amarrado con abrazaderas.Figura 8. Formas de realizar un muestreo de suelos.Figura 9. Toma de muestra, se golpea el tubo para enterrarlo a 20 cm de profundidadFigura10. a) Apertura del tubo de muestreo, b) empaque de muestraFigura 11. Secado de muestra a temperatura ambiente.Figura 12. Equilibro de CarbonatosFigura 13. Cambio de color por titulacin.Figura 14. Cambio de color por titulacin con solucin FAS.Figura 15. Cambio de color por reaccin de fsforo con el Mtodo de Vanadato-

Molibdato.Figura 16. Cambio de color por reaccin con el amonio. La intensidad del color es

proporcional a la concentracin de amonio en la muestra.Figura 17. Cuantificacin de nitrato (NO3) en muestras de agua, cabe notar que en

esta tcnica no se presenta cambio de color.Figura 18. Cambio de color por reaccin de nitritos (NO2) por la tcnica con 1-Naftil-

etilendiamina.Figura 19. Cambio de color de la muestra por digestin.Figura 20. Proceso de destilacin.Figura 21. Cambio de color por titulacinFigura 22. Reaccin qumica de consumo de oxigeno en el Mtodo de Winkler.Figura 23. Sedimentacin de sales.Figura 24. Solubilizacin de sales por adicin de acido.Figura 25. Cambio de color por proceso de titulacin.Figura 26. Electrodo de Conductividad elctrica, salinidad y slidos totales disueltos.Figura 27. Equipo Multiparmetro, (medidor de pH, Conductividad elctrica, Potencial

de oxido reduccin y salinidad)Figura 28. Electrodo medidor del Potencial de Oxido Reduccin (ORP)Figura 29. Sedimentacin de slidos en conos ImhoffFigura 30. Filtro de nitrocelulosa de 47 mm de dimetro y 0.45 m de dimetro de

poroFigura 31. Crisoles de porcelanaFigura 32. Cambio de color por reaccin del Carbono con el dicromato de potasio.Figura 33. Proceso de enfriamiento de las cenizas dentro del desecador.Figura 34. Determinacin de densidad aparente.Figura 35. Hidrmetro de BouyoucusFigura 36. Triangulo de suelos.Figura 37. Cambio de color de la muestra por digestin.Figura 38. Proceso de destilacin.Figura 39. Titulacin de la muestraFigura 40. Embudo de filtracin BuchnerFigura 41. Filtros de papelFigura 42. Agitacin de muestras de suelosFigura 43. Lectura de pHFigura 44. Proceso de filtracin (a) y lavado (b y c) por tamices de diferente tamaoFigura 45. Resultado del filtrado del suelo.Figura 46. Diferentes tamaos de grano, a) granos entre 53-63m, b) granos entre

63-150 m, c) granos entre 150-225m, d) granos entre 250-500m, e) granos entre 500m-2mm y f) granos mayores a 2mm

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INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Preservantes usados para transporte o almacenamiento de muestras.Tabla 2. Preparacin de curva de calibracin de fosfatos (PO4-3 )Tabla 3. Preparacin de curva de calibracin de fosfatos (PO4-3 )Tabla 4. Preparacin de curva de calibracin de fosfatos (PO4-3 )Tabla 5. Preparacin de curva de calibracin de amonio (NH4+ )Tabla 6. Preparacin de curva de calibracin de nitratos (NO3- )Tabla 7. Preparacin de curva de calibracin de nitritos (NO2- )Tabla 8. Preparacin de curva de calibracin de carbonoTabla 9. Registro densidadesTabla 10. Tanques de concreto 125 m2(poca seca)Tabla 11. Tanques de concreto 125 m2 (poca lluviosa)Tabla 12. Tanques de fibra de vidrio 50 m2 (poca seca)Tabla 13. Tanques de fibra de vidrio 50 m2 (poca lluviosa)Tabla 14. Piscinas superintensivas 500 m2 (poca seca)Tabla 15. Piscinas superintensivas 500 m2 (poca lluviosa)

ABREVIATURAS

L: microlitros m: micrmetros Abs: Absorbancia CE: Conductividad elctrica cm: Centmetros CT: Carbono total DQO: Demanda Qumica de Oxigeno g: gramos kg: Kilogramos M.O: Materia orgnica M: Molaridad mL: mililitros N: Normalidad NH3: Amoniaco N-NH4/NH4+: Amonio N-NO2/NO2-: Nitrito N-NO3/NO3-: Nitratos OD: Oxigeno disuelto ORP: Potencial de oxido reduccin ppm: partes por milln, equivalente a mg/L P-PO4/PO4-3: Fosfatos ppt: Gramo por litro o partes por mil (en ingles) VMo: Vanadato molibdato. d: densidad NT: Nitrgeno total. % v/v: mililitros de soluto por cada 100 mL de mezcla. % p/v: gramos de soluto por cada 100 mL de solvente. PT: Fsforo total

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INTRODUCCION

La intensificacin de los sistemas de cultivo ha sido la tendencia de la acuicultura en losltimos aos. Esta intensificacin se debe a la dificultad en la consecucin de tierras, a laformulacin de estrictas polticas de conservacin del medio ambiente y principalmente, ala necesidad de incrementar la productividad y competitividad de las industrias. En Colombia,se han venido aumentando, en forma paulatina, las densidades de siembra del Penaeusvannamei, cambiando la produccin de los sistemas semi-intensivos tradicionales a sistemasintensivos, e inclusive sper intensivos. Esta intensificacin torna a los cultivos ms dependientesde la calidad del agua y del suelo. En sistemas de alta densidad, la dinmica de los compuestosnitrogenados, el carbono y dems nutrientes y su relacin con las poblaciones de bacteriahetertrofas, fitoplancton y zooplancton, son primordiales para el rendimiento de las piscinasde cultivo.

CENIACUA ha trabajando desde el ao 2001 en la implementacin de sistemas superintensivos de produccin de P vannamei, en presencia de biofloc bacteriano, una de lasactividades de innovacin tecnolgica del sector productivo. Con el desarrollo de estosproyectos se identific la necesidad de monitorear con mayor precisin la dinmica fisicoqumicade este tipo de cultivos.

En el ao 2007, COLCIENCIAS a travs del proyecto Fortalecimiento del monitoreo de lacalidad de aguas y suelos para acuacultura de Colombia apoya el fortalecimiento dellaboratorio de anlisis de aguas y suelos de CENIACUA, por medio de la actualizacin tcnicay la capacitacin del cuerpo de investigadores de esta institucin. En esta cartilla se hacenpblicos los resultados de este proyecto de 18 meses de duracin, que incluyen la descripcinde los equipos disponibles, los protocolos de los Mtodos que fueron implementados en ellaboratorio y que actualmente se encuentran disponibles para el anlisis de muestrasprovenientes del sector acuicola y la descripcin del comportamiento de las variables analizadasdurante dos pocas climticas definidas (lluviosa y seca) en las diferentes reas de cultivode camarn de CENIACUA Punta Canoa.

Esta cartilla est dirigida al personal tcnico capacitado en anlisis de aguas y suelos enexplotaciones acucolas.

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1. DESCRIPCIN DEL LABORATORIO DE ANLISIS DE AGUAS Y SUELOS

Los equipos bsicos con los que debe contar un laboratorio de anlisis de aguas y suelosson los siguientes:

Las balanzas (analtica y gramera) (figura 1), donde la primera tiene la sensibilidad adecuadapara pesar pequeas cantidades de reactivos, favoreciendo la precisin en los procesosanalticos, mientras que la segunda es de utilidad cuando se pesan grandes cantidades quepueden daar o descalibrar la balanza analtica.

El horno de secado (hasta170C )(figura 2a) utilizado en los procesos previos de secado delos reactivos ya que estos pueden adquirir humedad generando falsos valores de peso o,materiales los cuales se requieren totalmente secos como crisoles.

La nevera (Figura 2b), equipo fundamental para la conservacin en buen estado de muestrasreactivos y/o soluciones de trabajo.

La campana extractora de gases (figura 3a) ocupa un lugar muy importante en el laboratorio.Este equipo protege al personal de gases nocivos o de reacciones exotrmicas y se consideraindispensable para el manejo de sustancias peligrosas y seguridad industrial.

Figura 1. Balanzas usadas el al laboratorio,a) Balanza analtica y b) Balanza gramera

Figura 2. a) Horno con rango de temperatura20-170C, b) nevera para almacenarmuestras y reactivos

Figura 3. a) Campana extractora de gasesy, b) Equipo de vacio para muestras

El equipo de filtracin de muestras (figura 3b),consiste en un motor de vaco acoplado a unsoporte del filtro, este facilita el proceso defiltrado de muchas muestras favoreciendo laagilidad en los procesos y la entrega prontade resultados.

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En el laboratorio de qumica, el uso de equipos especializados incrementa las posibilidadesde anlisis. El espectrofotmetro UV-VIS (figura 4a) maneja longitudes de onda variable (110-1100nm) apropiadas para tcnicas colorimtricas y espectrofotomtricas (para anlisis denitritos, nitratos, amonio y fsforo). El Shaker o agitador orbital (figura 4b), suele ser de utilidadpara mezclar algunas soluciones de difcil disolucin, para anlisis en suelos como el pHy pasta de saturacin entre otros. Para suelos es tambin utilizado el tamizador, un equiporobusto que permite el proceso de tamizado separando los granos en suelos dependiendode su tamao (figura 4c).

El digestor, toma importancia para el anlisis de nitrgeno y fsforo total (figura 4d). Estecuenta con varias hornillas que calientan balones donde est ubicada la muestra a digerir,este equipo debe manejarse en la cmara extractora de gases.

Por ltimo, existen equipos que no son indispensables pero son de gran utilidad, es el casode la UPS (figura 5a), un equipo de regulacin elctrica y con capacidad de almacenarenerga, con este se puede proteger equipos delicados como el pHmetro (figura 5b) oxmetro(figura 5c), el espectrofotmetro UV-VIS y el computador de registro de datos. Otro equipotil son las mantas de calentamiento con o sin agitacin orbital (figura 6), muchas pruebasrequieren mantener temperaturas altas con agitacin constante.

Figura 5. a) UPS, b) Equipo multiparametro y c) Oxmetro de mesa.

Figura 4. Equipos especializados. a)Espectrofotmetro UV-VIS, b) Shaker oagitador orbital, c) Tamizador y d) digestor.

Figura 6. Mantas decalentamiento con y sin agitacin

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2. PROTOCOLOS IMPLEMENTADOS EN EL LABORATORIODE ANLISIS DE AGUAS Y SUELOS DE CENIACUA PUNTA CANOAS.

La cantidad de muestra, la forma de extraccin y conservacin de la misma, es determinanteen el momento de analizar las caractersticas fsicas y qumicas de una piscina de cultivo.Un protocolo estandarizado de toma de muestra favorece la validacin de los resultados delos anlisis en cuestin.

2.1. PROTOCOLO DE TOMA DE MUESTRA DE AGUA EN PISCINAS DE CULTIVO

AlcanceEste procedimiento aplica para muestra de aguas en general.

Materiales e Insumos Botella de vidrio de 1 litro. Acido clorhdrico concentrado Acido sulfrico concentrado Nevera de icopor Gel refrigerante

Pretratamiento de las botellas Las botellas de vidrio deben ser previamente lavadas con una solucin de jabn Extran 5%v/v y enjuagar con abundante agua destilada. Enjuagar con una solucin de acido sulfrico 2 N o con acido clorhdrico 1% Enjuagar con abundante agua destilada.

Toma de muestra Sumergir la botella de vidrio de un litro a 20 cm de profundidad Dejar llenar totalmente. Agregar preservante (tabla 1) - en la hoja siguiente- Refrigerar inmediatamente en una nevera de icopor con gel refrigerante.

PrecaucinEn este procedimiento se manipulan acido fuertes, los cuales son altamente corrosivos,manjese con precaucin.

Bibliografa Boyd, C. 1992. Water Quality Pond Soil Analyses For Aquaculture. Alabama AgriculturalExperiment Station. Auburn University. Armada nacional, Direccin general de Cartagena. 1993. Manual de Tcnicas Analticasde Parmetros Fsicos Qumicos y Contaminantes Marinos. Centro de InvestigacionesOceanogrficas e Hidrogrficas. Cartagena, Colombia. Standard Methods, 1992. Examination of Water and Wastewater. American Public HealthAssociation. Washington DC. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 1993. Office of research and developmentU.S. environmental protection agency. Cincinnati, Ohio

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Tabla 1. Preservantes usados para transporte o almacenamiento de muestras.

Nota.Para realizar diferentes anlisis, es importante utilizar diferentes botellas dependiendo de lanecesidad de la conservacin del analito. Una vez lleguen las muestras al laboratorio,almacenar refrigeradas y/o congeladas segn sea el caso.

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2.2. PROTOCOLO DE TOMA DE MUESTRA DE SUELOS DE PISCINAS DE CULTIVO

AlcanceEste procedimiento aplica para muestra de suelos de acuacultivos.

Materiales e insumos Bolsas plsticas Ziploc de 1 kg. Draga o tubo de muestreo (figura 7)

Toma de muestra Tomar una muestra homognea de 1 kg de suelo de diferentes puntos de un rea determinadasiguiendo las recomendaciones estipuladas en la figura 8.

Para cada punto de muestreo, debe ser tomado con una profundidad de aproximadamente20 centmetros con una draga, sin embargo, el tubo de muestreo diseado puede cumplir lamisma funcin. Se debe golpear el tubo para enterarlo a la profundidad deseada (figura 9).

Figura 7. Tubo de muestreo; consiste en untubo PVC de mnimo 2.5 pulgadas cortadotransversalmente y amarrado con abrazaderas.

Figura 8. Formas derealizar un muestreo de suelos.

Figura 9. Toma de muestra, se golpea eltubo para enterrarlo a 20 cm de profundidad

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Abrir el tubo, sacar la muestra y almacenarlo en bolsas plsticas ziploc de 1 kg, debe registrarseel lugar de toma de muestra y color de la muestra.

Trasporte.Las muestras deben ser trasportadas a la menor brevedad al laboratorio para ser procesadas,sin embargo, si el periodo de trasporte es largo, deben ser almacenadas en lugares frescos.

Pre tratamiento.Las muestras deben ser secadas a temperatura ambiente sobre una superficie lisa (figura 11)

Una vez secas macerarlas, retirar toda la grava (partculas mayores a 2 mm) tamizando lamuestra por tamiz de 2 mm, almacenar con bolsas en un lugar fresco y oscuro.

2.3. PROTOCOLOS PARA ANLISIS DE AGUAS

2.3.1. Determinacin de alcalinidad total

La alcalinidad es referida a la cantidad de carbonatos (CO3-2) presentes en la columna de agua,estos son muy importantes porque tienen un efecto buffer al acidificarse la columna de aguaya que pueden retener los protones (H+) generados por la degradacin de la materia orgnica(figura 12), en sistemas acucolas, la disminucin de la alcalinidad podra ocasionar una cadaacelerada de pH que puede afectar la fisiologa de los animales en cultivo.

CO3-2+H+ HCO3-+H+ H2CO3

Figura 12. Equilibro de Carbonatos

El valor obtenido con el anlisis de alcalinidad total, representa la mxima capacidad de retencinde protones por los carbonatos en el sistema acutico y se usa titulacin con verde de bromocresolcomo indicador de pH ya que este cambia de color a pH 4.2 que es el valor de mximainmovilizacin de protones por carbonatos.

Figura 10. a) Apertura del tubode muestreo,b) empaque de muestra

Figura 11. Secado demuestra a temperatura ambiente.

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ObjetivoDeterminar la alcalinidad total en mg/L de CaCO3 de muestras de aguas utilizadas en cultivosacucolas.

AlcanceEste procedimiento aplica para muestra de aguas utilizadas en la acuicultura.

MtodoAlcalinidad total por titulacin con verde de bromocresol

Equipos y accesorios Buretra de 25 mL Beacker 100 mL

Reactivos Acido clorhdrico 0.02 N Solucin indicadora verde de bromocresol

Pre tratamientoSi la muestra presenta gran cantidad de algas en suspensin, homogenizar y filtrar la muestracon malla de 120 m,

Procedimiento Tomar 20 mL de muestra filtrada. Agregar 2 o 3 gotas de indicador verde de bromocresol Titular con acido clorhdrico (HCl) 0.02 N previamente estandarizado, hasta notar un cambiode color (figura 13).

Anotar el volumen en mililitros (mL) de HCl 0.02 N gastado en la titulacin. Realizar los clculos.

Clculos.La determinacin de la alcalinidad total se realiza por medio de la siguiente ecuacin.

Alcalinidad total (mg/L CaCO3) =

Figura 13. Cambio decolor por titulacin.

AxNx50x1000B

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Donde:A: volumen (mL) de acido gastadoN: normalidad del acidoB: volumen (mL) de muestra titulada.

InterferenciasSlidos suspendidos en grandes concentraciones pueden generar interpretaciones incorrectasdel cambio de color del indicador de pH, estos slidos pueden son eliminador por filtracin,algunos jabones y materia grasa pueden generar interferencias en el viraje de color delindicador.

Impacto ambiental generado en esta actividadEste procedimiento no producen un impacto ambiental considerable, el HCl 0.02 N puedeser descartado diluyndolo con abundante agua.

Impactos para la saludEn la preparacin de reactivos se manipulan cidos fuertes, manipular bajo cama extractorade gases y el uso de guantes de nitrilo es indispensable.

Preparacin de soluciones y reactivos.

Acido clorhdrico 0.02N

En un baln aforado de 250 mL agregar 100 mL de agua destilada. Agregar 420 L HCl concentrado y mezclar Aforar a 250 mL con agua destilada. Almacenar en un frasco limpio y etiquetar. Estandarizar el HCl con tris-hidroximetil. amino metano de la siguiente manera (*): Pesar una cantidad en gramos o miligramos de tris-hidroximetil. amino metano En un beacker de 100 mL, agregar 25 mL de agua destilada y el tris-hidroximetil, amino metano. Titular con HCl y registrar el volumen de HCl gastado en la titulacin. Determinar la Normalidad del HCl a partir de la siguiente ecuacin:

Normalidad HCl=

Donde:Wsal: Peso (mg) del tris-hidroximetil, amino metanomL(HCl): Mililitros de HCl gastados en la titulacin.(*) El cido debe ser estandarizado cada vez que se prepara.

Solucin de verde de bromocresol.

Pesar 50 mg de verde de bromocresol en polvo Aforar a 50 mL con agua destilada Almacenar en un frasco mbar limpio y etiquetar.

WsalmL(HCl)x121.14

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Bibliografa Boyd, C. 1992. Water Quality Pond Soil Analyses For Aquaculture. Alabama Agricultural Experiment Station. Auburn University. Armada nacional, Direccin general de Cartagena. 1993. Manual de Tcnicas Analticasde Parmetros Fsicos Qumicos y Contaminantes Marinos. Centro de InvestigacionesOceanogrficas e Hidrogrficas. Cartagena, Colombia. Standard Methods, 1992. Examination of Water and Wastewater. American Public HealthAssociation, method 2320. Washington DC.

2.3.2. Determinacin de la demanda qumica de oxigeno (DQO)

La materia orgnica presente en aguas puede asociarse al grado de contaminacin delsistema (Carga orgnica). La manera de medir la materia orgnica susceptible a la oxidacines por reacciones con dicromato de potasio catalizado con acido sulfrico, esta tcnica esdenominada Demanda Qumica de Oxigeno (DQO) y se fundamente en la cuantificacin delcromo residual despus de reaccionar con compuestos carbonados. Este Mtodo puedeindicar de manera indirecta la cantidad de carbono disponible en el sistema lo que puedefavorecer a los anlisis de carbono en la columna de agua, sin embargo debe complementarsecon el Mtodo de cuantificacin de CO2 residual por digestin de la muestra mediante latcnica del dicromato de potasio.

MtodoOxidacin con dicromato de potasio, catalizado con acido sulfrico, cuantificacin de cromoresidual por titulacin con solucin sulfato ferroso de amonio.

ObjetivoDeterminar la Demanda Qumica de Oxigeno (DQO) como mg O2/L en aguas.

AlcanceEste procedimiento aplica para muestras de aguas en general.

Equipos y accesorios

Campana extractora de gases Manta de calentamiento con agitacin magntica Pipetas volumtricas de 5 mL Pipetas volumtricas de 10 mL Pipetas aforadas de 10 mL Beacker de 100 mL Agitadores magnticos Buretra de 25 mL Pipeta automtica de 20-200 L

Reactivos

Agua destilada Solucin de dicromato de potasio Acido sulfrico concentrado Solucin FAS 0.25 M Indicador de ferroina

Recoleccin de muestra

Debe ser recolectada en frascos de vidrio, conservar con acido sulfrico concentrado, enproporcin de 1 mL por litro y trasportar refrigerados a 4C (mximo).

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Pre-tratamiento de la muestraNo es necesaria ningn pre tratamiento, pero antes de procesar debe ser homogenizadapara poder tener una muestra representativa.

Procedimiento

Tomar 10 mL de muestra y agregarlos en un beacker de 100mL Agregar 6 mL de solucin de dicromato de potasio Agregar lentamente 14 mL acido sulfrico concentrado, agitar constantemente (La reaccines exotrmica y se liberan gases, manipular con precaucin y bajo campana extractora degases). Tapar el beacker y ubicarlo sobre una plancha de calentamiento precalentada a 150C durante dos horas. Dejar enfriar Agregar 100 L de indicador de ferroina Titular con solucin FAS 0.25 M, hasta que la muestra torne color verde esmeralda. Tomar los mililitros gastados de solucin FAS

Nota: Usar agua destilada como blanco.

Clculos

DQO: mg O2/L = (A-B)xMx8000 mL muestra

Donde:A: mL Fas gastados en MuestraB: mL de FAS gastados en BlancoM: Molaridad FAS

Calibracin y mantenimientoLa solucin FAS debe ser estandarizada con solucin de dicromato de potasio con la siguientefrmula:

Molaridad sln FAS=

InterferenciasVoltiles orgnicos de cadena corta no son oxidados considerablemente, ya que estndisueltos en espacios gaseosos que no entran en contacto con la solucin oxidante. Paraesto el uso de sulfato de plata (Hg2SO4), sin embargo esta sal puede reaccionar con cloruros,ioduros y bromuros, produciendo precipitados que son oxidados parcialmente.

Figura 14. Cambio de color portitulacin con solucin FAS.

volumen de k2cr207 0.0167M (mL)

volumen de FAS gastado (mL)x 0.10

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Impactos a la saludSe manipulas reactivos altamente nocivos, como es el dicromato de potasio, al preparar lassoluciones usar mascara de gases y guantes de nitrilo. Durante el procedimiento, la manipulacinde solucin de dicromato de potasio y acido sulfrico involucra uso constante de guantesde nitrilo y trabajar bajo campana extractora de gases.

Impactos ambientalesEste procedimiento produce impacto ambiental considerable, el cromo es considerado metalpesado, por lo cual deben ser descartados apropiadamente y enviados a su respectivotratamiento a una empresa especializada.

BioseguridadSe debe tener precaucin con las reacciones del Mtodo, son exotrmicas y corrosivas,manejar todo bajo cmara extractora de gases.

Preparacin de reactivos

Solucin dicromato de potasio:

Pesar 4.913 g de K2Cr2O7 previamente seco durante 2 horas a 103C Agregarlos en una baln aforado de 500 mL Agregar 100 mL de agua desionizada Agregar 167 mL de H2SO4 concentrado Mezclar, y aforar con agua desionizada.

Solucin indicadora de ferroina:

Pesar 1.485 g de 1-10-fenantrolina monohidratada Pesar 695 mg de FeSO4 7H2O Agregarlos a en un baln de 100 mL Diluir con 50 mL de agua destilada Aforar con agua destilada

Solucin de sulfato ferroso de amonio (FAS) 0.25M:

Pesar 49 g Fe(NH4)2(SO4)2-6H2O y agregarlos a un baln aforado de 500 mL Agregar 100 mL de agua destilada Agregar 10 mL de H2SO4 Aforar y almacenar en frasco mbar

Solucin hidrogeno ftalato de potasio (patrn):

Disolver 425 mg de en 1000 mL de agua destilada Esta solucin tiene una DQO terica de 1.176 mg O2/L

Bibliografa Standard Methods. 1992. Examination of water and wastewater. Method 5220-B. AmericanPublic Health Association. Washington D.C. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 1993. The determination of chemical oxygendemand by semi-automated colorimetry; Method 410.4. Office of research and developmentU.S. environmental protection agency. Cincinnati, Ohio

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2.3.3. Determinacin de Fsforo hidrosoluble

El fsforo es el tercer elemento de importancia para los organismos biolgicos, sin embargo,su disponibilidad en ocasiones puede ser limitada, ya que puede estar acoplado por metalescomo el hierro, aluminio entre otros, que impiden su asimilacin y por ende problemas enel desarrollo de sistemas biolgicos. La forma de cuantificar este tipo de fsforo, llamadohidrosoluble, es la de someter la muestra a un proceso de hidrlisis con cidos fuertes, deesta manera ser liberado y cuantificado con tcnicas espectrofotomtricas como Vanadato-Molibdato; es importante tener en cuenta que tipo de fsforo hidrosoluble se desea evaluarya que son clasificados en dos grupos, disueltos y totales, los primeros se caracterizan porque son filtrables y suelen ser sales, mientras que los segundos equivalen al total disponibleen la muestra sin importar que sean filtrables o no y se caracterizan por ser sales adheridasa partculas orgnicas o microorganismos.

MtodoDeterminacin de fsforo hidrosoluble mediante hidrlisis acida y cuantificacin porespectrofotometra con el Mtodo Vanadato Molibdato.

ObjetivoDeterminar las concentraciones de fsforo hidrolizable reportados como ppm P-PO4 (mg/L)en muestras de aguas utilizadas en acuicultura.

AlcanceEste procedimiento aplica a aguas en general.


Bomba de vaco. Equipo de vaco. Filtro de nitrocelulosa con dimetro de poro de 0.45 m. Tubos de muestra 25x100mm o beacker de 100 mL. Celdas 1 cm de longitud. Digestor. Balones kjeldahl de 100 mL. Espectrofotmetro UV-VIS que realice lecturas en longitud de onda de 400 nm Pipeta automtica 100-1000 L Pipetas volumtricas de 5 mL Guantes de nitrilo Campana extractora de gases.

Reactivos

Agua destilada Solucin de hidrlisis. Solucin stock de fosfatos (P-PO4). Solucin patrn de fosfatos (P-PO4). Reactivo Vanadato-Molibdato Indicador de pH de fenoftaleina Solucin de hidrxido de sodio (NaOH) 4 N

Pre tratamiento de la muestra

En caso de determinar fsforo hidrolizable disuelto, la muestra debe ser filtrada a 0.45mcon filtro de nitrocelulosa. Pero si se desea evaluar fsforo hidrolizable total, la filtracin nodebe ser realizada. En caso de tener alcalinidad superior a 500 mg CaCO3/L, agregar 1 mLde solucin de HCl 0.1N.

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Preparacin de la curva de calibracin

Para preparar la curva de calibracin de P-PO4, se debe tomar alcuotas determinadas dela solucin patrn y diluirlas con agua desionizada, con el fin de obtener 5 concentracionesque se encuentren entre 0-5 ppm (mg/L) de P-PO4; en la tabla 2 se especifica el volumende solucin patrn necesaria y la concentracin en ppm de P-PO4. Esta curva debe serrenovada cada dos meses.

Tabla 2. Preparacin de curva de calibracin de fosfatos (PO4-3 )

ANLISIS DE MUESTRA

Determinacin de fsforo hidrosoluble total

Mezclar 20 mL de muestra sin filtrar con 20 mL de agua destilada Agregar en baln de digestin kjeldahl de 100 mL Agregar 2 gotas de indicador de fenoftaleina Si no cambia de color, agregar 1 mL de solucin de hidrlisis Si cambia de color agregar de a 1 mL de solucin de hidrlisis hasta que el color desaparezca. Calentar a 90C aproximadamente sin dejar secar durante una hora. Dejar enfriar a temperatura ambiente Agregar NaOH 4 N hasta que torne ligeramente rosado. Mezclar 20 mL de muestra hidrolizada con 20 mL de agua destilada Tomar 25 mL de muestra tratada Agregar 2.5 mL de solucin de Vanadato-Molibdato. Esperar mnimo 4 minutos. Leer a 400 nm. La diferencia entre el fsforo determinado y el reactivo es equivalente al fsforo hidrolizable.

Nota: se debe determinar fsforo reactivo*Se usa como blanco agua destilada esterilizada con vapor hmedo (120C, 15 libras/m3, 15minutos).

Determinacin de fsforo hidrosoluble filtrable Mezclar 20 mL de muestra previamente filtrada con 20 mL de agua destilada Proceder de igual manera que en fosforo hidrosoluble filtrable*Se usa como blanco agua destilada esterilizada con vapor hmedo (120C, 15 libras/m3, 15minutos).

CLCULOSPara determinar la concentracin de fsforo hidrolizable en la muestra, remplazar la diferenciade absorbancia leda en la ecuacin de la recta obtenida en la curva de calibracin.

ppm fsforo hidrosoluble = (abs bm

) PR

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Donde:abs : Absorbancia a 400 nm.b: intercepto de la recta.m: pendiente de la rectaPR: fsforo reactivo

Los datos sern reportados en ppm de fsforo reactivo que equivalen a mg P-PO4 reactivo/L.

InterferenciasSlidos suspendidos en caso de determinar fsforo hidrolizable soluble, debe asegurarse loscambios de color del indicador, de lo contrario pueden generar falsos negativos. Materiaorgnica disuelta, se produce interferencia positiva por silica y arsenatos, pero solo si lamuestra es calentada. Interferencias negativas son producidas por fluoridos, toridium, bismuto,sulfuros, tiosulfatos, tiocianato, o exceso de molibdato. Un color azul puede ser causado porion ferroso pero solo afectan los resultados si estn con concentraciones mayores a 100 ppmde hierro. Las interferencias de sulfitos pueden ser removidas por oxidacin con agua bromidica o puede ser controlada desde la toma de muestra (no debe tomarse muestra de la profundidadde la piscina).

Impacto ambientalEn este procedimiento los residuos generados pueden causar daos ambientales, el vanadioy el molibdato son considerados metales pesados, por lo cual deben ser descartadosapropiadamente y enviados a su respectivo tratamiento a una empresa especializada

BioseguridadEn este Mtodo son utilizados cidos fuertes en la hidrlisis, deben manejarse bajo campanaextractora de gases y el uso de guantes de nitrilo es necesario, adicionalmente, la solucinde Vanadato-molibdato es corrosiva y al contacto con superficies puede generar vaporesligeramente peligrosos, manejarlos con precaucin y solo por personal autorizado, en casode derrame, aplicar sobre este arena y luego recoger para ser descartados como metalespesados.

PREPARACIN DE SOLUCIONES Y REACTIVOS

Solucin de NaOH 4 N:

En un baln de 250 mL agregar 50 mL de agua destilada Agregar 40 gramos de NaOH concentrado Diluir agregando agua destilada poco a poco Aforar a 250 mL

Indicador de pH de fenoftaleina:

Pesar 250 mg de fenoftaleina en polvo. Agregar 25 mL de alcohol absoluto Agregar 25 mL de agua destilada Mezclar y disolver Almacenar en frasco mbar refrigerado

Solucin Vanadato-Molibdato (VMo):

Solucin A: Pesar 25 gramos de molibdato de amonio y diluir en 300 mL de agua destilada. Solucin B: Pesar 1.25 g de vanadato de amonio. Disolver en 300 mL de agua destilada caliente. Dejar enfriar. Agregar 330 mL de HCl concentrado. Dejar enfriar. Mezclar solucin A y solucin B, almacenar en frasco mbar a temperatura ambiente.

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Solucin stock de fosfatos (P-PO4):

En un crisol, agregar 1 g de KH2PO4 Secar en horno a 120C durante mnimo 3 horas o a 60C durante mnimo 7 horas. Pesar 143.2 mg de KH2PO4 y aforar a un litro con agua desionizada (esta solucin tieneuna concentracin de 100 ppm de P-PO4)

.Solucin patrn de fosfatos (P-PO4): Tomar 10 mL de la solucin stock y aforar a 100 mL con agua desionizada. (esta solucintiene una concentracin de 10 ppm de P-PO4).

Solucin de hidrlisis:

Agregar 20 mL de agua destilada en una probeta de 100 mL Adicionar por el borde 0.4 mL de acido ntrico (H2NO3) Adicionar lentamente 30 mL de acido sulfrico (H3SO4) Completar a 100 mL con agua destilada Dejar enfriar a temperatura ambiente y almacenar en frasco mbarNota: esa solucin debe ser etiquetada en rojo

Bibliografa Standard Methods. 1992. Examination of water and wastewater. Method 4500-B,C. AmericanPublic Health Association. Washington D.C. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 1993. Phosphorous all forms (Colorimetric,Ascorbic Acid, Single Reagent); Method 365.2. Office of research and development U.S.environmental protection agency. Cincinnati, Ohio

2.3.4. Determinacin de fsforo reactivo (PO4-3)

El fsforo se encuentra ampliamente distribuido en aguas en forma de ortofosfatos, estepuede reaccionar de manera inmediata con otro iones o puede ser utilizado como fuente defsforo por algas y microorganismos; un exceso o defecto de este in, puede producir unadeficiencia en la relacin C:N:P por lo cual puede limitar el desarrollo de microorganismos(algas y bacterias) afectando el cultivo acucola ya que el fsforo es utilizado en el crecimientode los animales y en la regulacin de la sensibilidad osmtica. Adicionalmente, incrementosprogresivos de la concentraciones de fsforo reactivo son un indicio de sobrealimentacinen sistemas acucolas sin embargo es necesario otros anlisis fisicoqumicos para confirmardicha afirmacin.

MtodoEspectrofotomtrico, determinacin de fsforo reactivo mediante el Mtodo Vanadato Molibdato.

ObjetivoDeterminar las concentraciones de fsforo reactivo reportados como ppm P-PO4 (mg/L) enmuestras de aguas utilizadas en acuicultura.

AlcanceEste procedimiento aplica a aguas que ha sido previamente filtrada por membrana denitrocelulosa con dimetro del poro de 0.45 m.

Equipos y Accesorios

Bomba de vaco. Equipo de vaco. Filtro de nitrocelulosa con dimetro de poro de 0.45 m. Tubos de muestra 25x100mm o beacker de 100 mL. Espectrofotmetro UV-VIS que realice lectura en longitud de onda de 400 nm. Celda de 1 cm de longitud

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Pipeta automtica de 100-1000 L Pipeta de 5 mL

Reactivos

Agua desionizada. Agua destilada. Reactivo de Vanadato-Molibdato. Solucin stock de fosfatos (P-PO4). Solucin patrn de fosfatos (P-PO4).

Recoleccin de muestraLa muestra debe ser almacenada en frascos de vidrio, previamente lavadas con acidoclorhdrico, nunca debe utilizarse frascos plsticos; procesar tan pronto sea posible, sirequiere tiempos prolongados de trasporte, conservar con acido sulfrico concentrado enrelacin de 1 mL por litro de muestra.

Pre tratamiento de la muestraSi la muestra presenta gran cantidad de algas en suspensin, homogenizar la muestra yfiltrarla con malla de 20 m, posteriormente filtrar nuevamente con filtro de nitrocelulosa dedimetro poro de 0.45 m.

Preparacin de la curva de calibracinPara preparar la curva de calibracin de P-PO4, se debe tomar alicuotas determinadas dela solucin patrn y diluirlas con agua desionizada, con el fin de obtener 6 concentracionesque se encuentren entre 0-5 ppm (mg/L) de P-PO4; en la tabla 3 se especifica el volumende solucin patrn necesaria y la concentracin en ppm de P-PO4. La intensidad del coloren la reaccin es proporcional a la concentracin de fsforo en la muestra (figura 15). Estacurva debe ser renovada cada dos meses.


Figura 15. Cambio de color por reaccin de fsforo con el Mtodo de Vanadato-Molibdato.

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Anlisis de muestra

Tomar 25 mL de muestra Agregar 2.5 mL de solucin de Vanadato Molibdato (VMo) Leer a 400 nm, registrar

Si el pH de la muestra no se encuentra entre 5-9, regularlo con HCl 0.1 NSe usa como blanco agua destilada esterilizada con vapor hmedo (120C, 15 libras/m3, 15minutos)

ClculosPara determinar la concentracin de P-PO4 en la muestra, remplazar la diferencia deabsorbancia leda en la ecuacin de la recta obtenida en la curva de calibracin.

ppm P-PO4 =

Donde:abs: Absorbancia a 400 nmb: intercepto de la recta.m: pendiente de la recta

En caso que la lectura de absorbancia de la muestra exceda el rango espectrofotomtrico,diluir la muestra con agua destilada, y procesar nuevamente; debe tenerse en cuenta el factorde correccin, por el cual, se multiplicar el resultado obtenido al sustituir valores en laecuacin. Los datos sern reportados en ppm P-PO4 que equivalen a mg P-PO4/L.

InterferenciasMateria orgnica disuelta, se produce interferencia positiva por silica y arsenatos, pero solosi la muestra es calentada. Interferencias negativas son producidas por fluoridos, toridium,bismuto, sulfuros, tiosulfatos, tiocianato, o exceso de molibdato. Un color azul puede sercausado por iones ferrosos pero no afecta en los resultados en concentraciones menoresa 100 ppm de hierro. Las interferencias de sulfitos pueden ser removidas por oxidacin conagua bromidica o puede ser controlada desde la toma de muestra (no debe tomarse muestrade la profundidad de la piscina).

Impacto ambientalEste procedimiento produce impacto ambiental considerable, el vanadio y el molibdato sonconsiderados metales pesados, por lo cual deben ser descartados apropiadamente y enviarlosa su respectivo tratamiento a una empresa especializada.

BioseguridadLa solucin de Vanadato-molibdato es corrosiva y al contacto con superficies puede generarvapores ligeramente peligrosos, manejarlos con precaucin y solo por personal autorizado,en caso de derrame, aplicar sobre este arena y luego recoger y descartar en metales pesados.

Preparacin de soluciones y reactivos


Solucin A: Pesar 25 gramos de molibdato de amonio y diluir en 300 mL de agua destilada.

Solucin B: Pesar 1.25 g de vanadato de amonio. Disolver en 300 mL de agua destilada caliente.

abs bm

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Dejar enfriar. Agregar 330 mL de HCl concentrado. Dejar enfriar. Mezclar solucin A y solucin B, almacenar en frasco mbar a temperatura ambiente.



.Solucin patrn de fosfatos (P-PO4):

Tomar 10 mL de la solucin stock y aforar a 100 mL con agua desionizada. (esta solucintiene una concentracin de 10 ppm de P-PO4).

Bibliografa Standard Methods. 1992. Examination of water and wastewater. Method 4500-C. AmericanPublic Health Association. Washington D.C.

2.3.5. Determinacin de Fsforo total y orgnico

El fsforo es el tercer elemento de importancia para los organismos biolgicos, sin embargo,su disponibilidad en ocasiones puede ser limitada, ya que puede estar acoplado por metalescomo el hierro, aluminio entre otros, o inmovilizado en biomasa. El fosforo total es la sumadel reactivo, hidrolizable y orgnico que puede ser liberado realizando un proceso de digestiny posteriormente cuantificado con tcnicas espectrofotomtricas como Vanadato-Molibdato.

MtodoDeterminacin de fsforo total y orgnico mediante digestin con persulfato de amonio ycuantificacin por espectrofotometra con el Mtodo Vanadato Molibdato.

ObjetivoDeterminar las concentraciones de Fsforo total reportados como ppm P-PO4 (mg/L) enmuestras de aguas utilizadas en acuicultura.

AlcanceEste procedimiento aplica a aguas en general


Bomba de vaco. Equipo de vaco. Filtro de nitrocelulosa con dimetro de poro de 0.45 m. Tubos de muestra 25x100mm o beacker de 100 mL. Celdas 1 cm de longitud. Digestor. Balones Kjeldahl de 100 mL. Espectrofotmetro UV-VIS que realice lecturas en longitud de onda de 400 nm Pipeta automtica 100-1000 L Pipetas volumtricas de 5 mL Guantes de nitrilo Campana extractora de gases.

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Reactivos

Agua destilada Persulfato de amonio. Solucin de H2SO4 Solucin stock de fosfatos (P-PO4). Solucin patrn de fosfatos (P-PO4). Reactivo Vanadato-Molibdato Indicador de pH de fenoftaleina Solucin de hidrxido de sodio (NaOH) 4 N

Pre tratamiento de la muestraEn caso de determinar fsforo total disuelto, la muestra debe ser filtrada a 0.45 m con filtrode nitrocelulosa. Si se desea evaluar fsforo total, la filtracin no debe ser realizada. Encaso de tener alcalinidad superior a 500 mg CaCO3/L, agregar 1 mL de solucin de HCl0.1N.

Preparacin de la curva de calibracinPara preparar la curva de calibracin de P-PO4, se debe tomar alicuotas determinadas dela solucin patrn y diluirlas con agua desionizada, con el fin de obtener 5 concentracionesque se encuentren entre 0-5 ppm (mg/L) de P-PO4; en la tabla 4 se especifica el volumende solucin patrn necesaria y la concentracin en ppm de P-PO4. Esta curva debe serrenovada cada dos meses.


Anlisis de muestra

Determinacin de fsforo total

Tomar 50 mL de muestra sin filtrar Agregar en baln de digestin Kjeldahl de 100 mL Agregar 2 gotas de indicador de fenoftaleina Si torna rosa, agregar solucin de H2SO4 hasta que el color desaparezca. Si no cambia de color agregar de a 1 mL de solucin H2SO4 Agregar 0.4 gramos Persulfato de amonio Calentar a 90C aproximadamente sin dejar secar durante una hora o hasta obtener unvolumen final de 10 mL. Deja enfriar a temperatura ambiente agregar 2 gotas de fenoftaleina Agregar NaOH 4 N hasta que torne ligeramente rosado, y completar a 100 mL, puedeformarse un precipitado, no se debe filtrar la muestra, este desaparecer con el reactivoVanadato-Molibdato. Tomar 25 mL de muestra tratada Agregar 2.5 mL de solucin de Vanadato-Molibdato.

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Esperar mnimo 4 minutos. Leer a 400 nm.Nota: se debe determinar fsforo reactivo*Se usa como blanco agua destilada esterilizada con vapor hmedo (120C, 15 libras/m3, 15minutos).

Determinacin de fsforo total disuelto

Mezclar 20 mL de muestra previamente filtrada con 20 mL de agua destilada Proceder de igual manera que en el procedimiento anterior (Fsforo total).*Se usa como blanco agua destilada esterilizada con vapor hmedo (120C, 15 libras/m3, 15minutos).

Determinacin de fsforo orgnico

Se determina por la diferencia del fsforo hidrolizable y el fsforo total.

ClculosPara determinar la concentracin de fsforo total en la muestra, remplazar la diferencia deabsorbancia leda en la ecuacin de la recta obtenida en la curva de calibracin.

ppm fsforo Total (PT) =

Donde:abs: Absorbancia a 400 nm.b: intercepto de la recta.m: pendiente de la recta

Para determinar fsforo orgnico:

ppm fsforo orgnico= PT-PH

DondePH: fsforo hidrolizable.Los datos sern reportados en ppm de fsforo reactivo que equivalen a mg P-PO4 reactivo/L.

InterferenciasSlidos suspendidos en caso de determinar fsforo total soluble, debe asegurarse los cambiosde color del indicador, de lo contrario pueden generar falsos negativos. Materia orgnicadisuelta, se produce interferencia positiva por silica y arsenatos, pero solo si la muestra escalentada. Interferencias negativas son producidas por fluoridos, toridium, bismuto, sulfuros,tiosulfatos, tiocianato, o exceso de molibdato. Un color azul puede ser causado por ion ferrosopero solo afectan los resultados si estn con concentraciones mayores a 100 ppm de hierro.Las interferencias de sulfitos pueden ser removidas por oxidacin con agua bromidica opuede ser controlada desde la toma de muestra (no debe tomarse muestra de la profundidadde la piscina).

Impacto ambientalEn este procedimiento los residuos generados pueden causar daos ambientales, el vanadioy el molibdato son considerados metales pesados, por lo cual deben ser descartados comoresiduos metales pesados y enviados a su respectivo tratamiento a una empresa especializada

BioseguridadEn este Mtodo son utilizados cidos fuertes en la digestin, deben manejarse bajo campanaextractora de gases y el uso de guantes de nitrilo es necesario, adicionalmente, la solucinde Vanadato-molibdato es corrosiva y al contacto con superficies puede generar vaporesligeramente peligrosos, manejarlos con precaucin y solo por personal autorizado, en casode derrame, aplicar sobre este arena y luego recoger para ser descartados como metalespesados.

(abs bm

)

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Solucin de NaOH 4 N:

En un baln de 250 mL agregar 50 mL de agua destilada Agregar 40 gramos de NaOH concentrado Diluir agregando agua destilada poco a poco Aforar a 250 mL

Indicador de pH de fenoftaleina:

Pesar 250 mg de fenoftaleina en polvo. Agregar 25 mL de alcohol absoluto Agregar 25 mL de agua destilada Mezclar y disolver Almacenar en frasco mbar refrigerado


Solucin A: Pesar 25 gramos de molibdato de amonio y diluir en 300 mL de agua destilada.

Solucin B: Pesar 1.25 g de vanadato de amonio. Disolver en 300 mL de agua destilada caliente. Dejar enfriar. Agregar 330 mL de HCl concentrado. Dejar enfriar. Mezclar solucin A y solucin B, almacenar en frasco mbar a temperatura ambiente.



Solucin patrn de fosfatos (P-PO4):

Tomar 10 mL de la solucin stock y aforar a 100 mL con agua desionizada. (esta solucintiene una concentracin de 10 ppm de P-PO4).

Solucin de H2SO4 Tomar 300 mL de H2SO4 concentrado Diluir en 600 mL de agua destilada Completar a 1 litro

BibliografaStandard Methods. 1992. Examination of water and wastewater. Method 4500-B,C. AmericanPublic Health Association. Washington D.C.

ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 1993. Phosphorous all forms (Colorimetric,Ascorbic Acid, Single Reagent); Method 365.2. Office of research and development U.S.environmental protection agency. Cincinnati, Ohio

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2.3.6. Determinacin de amonio (N-NH4)

El in amonio, es resultante de la reduccin de nitratos u oxidacin de materia orgnica raznpor la cual su determinacin es primordial en cultivos acucolas, sin embargo dependiendodel pH del medio, sus concentraciones pueden variar trasformndose en amoniaco, es decir,a pH mayores de 9.2, el amoniaco (NH3) tiende a incrementar pero el amonio disminuye,mientras que a pH menores, el amonio (NH4+) se aumenta y el amoniaco desminuye.

La tcnica colorimtrica de cuantificacin de amonio, azul de idiofenol (conocida tambincomo fenato), se fundamenta en la reaccin del amonio con el fenol favorecido por el inhipoclorito en condiciones alcalinas, que como resultante, se produce azul de idiofenol. Elcitrato de sodio, sirve como quelante para iones como el Mg++ y Ca++ que pueden causarinterferencias, mientras que el nitroprusiato favorece la intensidad del color en la reaccin,la cual puede ser leda a 640 nm.

MtodoEspectrofotomtrico, determinacin de amonio por el Mtodo de azul de idiofenol o fenato.

ObjetivoDeterminar las concentraciones de amonio reportados como ppm N-NH4 (mg/L) en muestrasde aguas utilizadas en acuicultura.

AlcanceEste procedimiento aplica a aguas usadas en acuicultura.


Bomba de vaco. Equipo de vaco. Filtro de nitrocelulosa con dimetro de poro de 0.45 m. Tubos de muestra 25x100mm o beacker de 100 mL. Espectrofotmetro UV-VIS que realice lectura en longitud de onda de 640 nm Celda de 1 cm de longitud Pipeta automtica de 100-1000 L

Reactivos

Agua desionizada. Agua destilada. Solucin de fenol Solucin de nitroprusiato 0.5% (p/v) Reactivo alcalino Hipoclorito de Sodio 7% (v/v) Solucin stock de amonio (N-NH4). Solucin patrn de amonio (N-NH4).

Pre tratamiento de la muestraSi la muestra presenta gran cantidad de algas en suspensin, homogenizar la muestra yfiltrarla con malla de 20 m, posteriormente filtrar nuevamente con filtro de nitrocelulosa dedimetro del poro de 0.45 m.

PREPARACIN DE LA CURVA DE CALIBRACIN

Para preparar la curva de calibracin de N-NH4, se debe tomar alicuotas determinadas dela solucin patrn y diluirlas con agua desionizada, con el fin de obtener 5 concentracionesque se encuentren entre 0-2 ppm (mg/L) de N-NH4; en la tabla 5 se especifica el volumende solucin patrn necesaria y la concentracin en ppm de N-NH4. Esta curva debe serrenovada cada dos meses.

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Tabla 5. Preparacin de curva de calibracin de amonio (NH4+ )

Anlisis de muestra

Tomar 25 mL de muestra Agregar 1 mL de solucin de fenol Agregar 1 mL de solucin de nitroprusiato Agregar 2.5 mL de solucin oxidante Almacenar en oscuridad por una hora La muestra tornara azul. (figura 16)

Leer a 640 nm, registrar Para determinar el amonio no ionizado llamado tambin amoniaco (NH3), remitirse al anexo1 y orientarse por la tabla. Se usa como blanco agua destilada esterilizada con vapor hmedo(120C, 15 libras/m3, 15 minutos).

ClculosPara determinar la concentracin de N-NH4 en la muestra, remplazar la diferencia deabsorbancia leda en la ecuacin de la recta obtenida en la curva de calibracin.

ppm N-NH4 =


En caso que la lectura de absorbancia en la muestra exceda el rango espectrofotomtrico,diluirla con agua destilada, y procesar nuevamente; debe tenerse en cuenta el factor decorreccin, por el cual, se multiplicar el resultado obtenido al sustituir valores en la ecuacin.Los datos sern reportados en ppm N-NH4 que equivalen a mg N-NH4/L.

Figura 16. Cambio de color porreaccin con el amonio.La intensidad del color es proporcionala la concentracin de amonio en la muestra.

abs bm

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InterferenciasTurbidez, slidos suspendidos, dureza mayor a 400 mg CaCO3 MgCO3/L; alcalinidad mayora 500 mg CaCO3/L. el nitrgeno trivalente no genera interferencias.

Impacto ambientalEn este procedimiento, se generan desechos txicos para el medio ambiente y para la saludhumana, el fenol puede producir intoxicaciones en seres vivos ya que puede afectar el sistemanervioso central; para su correcto descarte, estos residuos deben ser almacenados en recipientesapropiados y enviados a una empresa que se encargue de su tratamiento.


Solucin de fenol:

En un baln aforado de 500 mL, agregar 50 g fenol cristal. Aforar a 500 mL con etanol 95%. Almacenar en frasco mbar refrigerado a 4C

Solucin de nitroprusiato:

En un baln aforado de 500mL, agregar 2.5 g nitroprusiato. Aforar con agua desionizada a 500 mL. Almacenar en frasco mbar refrigerado a 4C

Solucin alcalina:

En un baln aforado de 500 mL, agregar 200 mL de agua desionizada Agregar 100 g de Citrato de Sodio, mezclar Agregar 5 g de NaOH, mezclar Aforar a 500 mL con agua desionizada Almacenar en frasco mbar

Solucin de hipoclorito 7 % Mezclar 58.3 mL de hipoclorito de sodio 12% (comercial) y aforar a 100 mL con agua destilada.

Solucin oxidante Mezclar 60 mL de reactivo alcalino y 16 mL de solucin de hipoclorito de sodio 7%

Solucin stock de amonio (N-NH4):

En un crisol, agregar 1 g de NH4Cl Secar en horno a 120C durante mnimo 3 horas o a 60C durante mnimo 7 horas. Pesar 594.44 mg de NH4Cl y aforar a un litro con agua desionizada (esta solucin tiene unaconcentracin de 200 ppm de N-NH4

Solucin patrn de amonio (N-NH4):

Tomar 10 mL de la solucin stock y aforar a 100 mL con agua desionizada. (esta solucintiene una concentracin de 20 ppm de N-NH4).

Bibliografia Standard Methods. 1992. Examination of water and wastewater. Method 4500-B. AmericanPublic Health Association. Washington D.C. Boyd, C. 1992. Water Quality and Pond Soil Analyses for Aquaculture. Alabama AgriculturalExperiment Station. Auburn University. Garay, J; Panizzo, L; Lesmes, L; Ramrez, G; Snchez, J. 1993. Manual de Tcnicas Analticasde Parmetros Fsicoqumicos y Contaminantes Marinos. Direccin General Martima. Terceraedicin. Armada Nacional de Colombia.

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2.3.7. Determinacin de Nitratos (N-NO3)

El in nitrato, es el estado mas oxidado en el ciclo de nitrgeno, en piscinas de acuacultura,bajo condiciones oxidativas favorables, tiende a ser mayor su concentracin frente a los demsiones del ciclo del nitrgeno razn por la cual su determinacin favorece un anlisis ecolgicodel sistema.

La tcnica de determinacin de nitratos mediante espectrofotometra UV presenta ventaja frentea su homloga reduccin por la columna de cadmio ya que es econmica y sencilla de realizar,lo cual favorece la entrega pronta de resultados con niveles de confiabilidad favorables. Sinembargo, presenta desventaja cuando existe materia orgnica en altas concentraciones, porlo que la muestra debe ser filtrada.

Se fundamenta en la absorcin de la longitud de onda del in nitrato (NO3-) a 220 nm, sinembargo la materia orgnica puede generar interferencias por lo cual, se debe leer tambin a275 nm, donde la absorbancia del haz de luz se da por el contenido de materia orgnica y nopor el N-NO3; al realizar la diferencia de la lectura de absorbancia en las dos longitudes de onda,el resultado obtenido representa la concentracin de nitratos (N-NO3). Se hace necesarioacidificar la muestra con HCl 0.1 N cuando la alcalinidad es mayor a 1000 mg CaCO3/L con elfin de prevenir interferencias por las altas concentraciones de hidrxidos o carbonatos presentesen la muestra. El cloro no afecta la lectura.

MtodoEspectrofotomtrico ultravioleta, determinacin de nitratos por medio de ultravioleta.

ObjetivoDeterminar las concentraciones de nitratos reportados como ppm N-NO3 (mg/L) en muestrasde aguas utilizadas en acuicultura.

AlcanceEste procedimiento aplica a aguas que han sido previamente filtradas por membrana denitrocelulosa con dimetro del poro de 0.45 m.


Bomba de vaco. Equipo de vaco. Filtro de nitrocelulosa con dimetro de poro de 0.45 m. Tubos de muestra 25x100mm o beacker de 100 mL. Celdas de cuarzo de 1 cm de longitud. Espectrofotmetro UV-VIS que realice lecturas en longitudes de onda de 220 nm y 275 nm.

Reactivos

Agua desionizada. Agua destilada. cido clorhdrico 0.1 N. Solucin stock de nitratos (N-NO3). Solucin patrn de nitratos (N-NO3).

Recoleccin de muestra.La muestra debe ser almacenada en frascos de vidrio, previamente lavados con acido clorhdrico,procesar tan pronto sea posible, si requiere tiempos prolongados de trasporte, conservar conacido sulfrico concentrado en relacin de 1 mL por litro de muestra.

Pre tratamiento de la muestraSi la muestra presenta gran cantidad de algas en suspensin, homogenizar y filtrar la muestracon malla de 20 m, posteriormente filtrar nuevamente con filtro de nitrocelulosa de dimetroporo de 0.45 m. En caso de tener alcalinidad superior a 500 mg CaCO3/L, agregar 1 mL desolucin de HCl 0.1N.

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Preparacin de la curva de calibracinPara preparar la curva de calibracin de N-NO3, se debe tomar alicuotas determinadas dela solucin patrn y diluirlas con agua desionizada, con el fin de obtener 5 concentracionesque se encuentren entre 0-10 ppm (mg/L) de N-NO3; en la tabla 6 se especifica el volumende solucin patrn necesaria y la concentracin en ppm de N-NO3. Esta curva debe serrenovada cada dos meses.

Tabla 6. Preparacin de curva de calibracin de nitratos (NO3- )

Anlisis de muestra

Tomar 10 mL de muestra Leer a 220 nm, registrar Leer a 275 nm, registrar

Restar la absorbancia obtenida a 275 nm a la absorbancia obtenida a 220 nm.*Se usa como blanco agua destilada esterilizada con vapor hmedo (120C, 15 libras/m3, 15minutos).

ClculosPara determinar la concentracin de N-NO3 en la muestra, remplazar la diferencia deabsorbancia leda en la ecuacin de la recta obtenida en la curva de calibracin.

ppm N-NO3 =

Donde:

abs: Absorbancia corregida, la cual es equivalente a: abs = abs(220nm)-abs(275nm)b: intercepto de la recta.m: pendiente de la recta

Los datos sern reportados en ppm N-NO3 que equivalen a mg N-NO3/L.

Interferencias

Slidos suspendidos, in Cr+6; iones como cloritos y cloratos pueden causar interferenciaspero estos no son comnmente encontrados en aguas.

Figura 17. Cuantificacin de nitrato(NO3) en muestras de agua, cabe notarque en esta tcnica no se presenta cambio de color.

abs bm

33


Impacto ambientalEn este procedimiento los residuos generados no producen un impacto ambiental considerable,en caso de de utilizar HCl 0.1 N, los residuos deben descartarse como residuos cidos sinembargo, pueden ser previamente diluidos con abundante agua y descartarlos.


cido clorhdrico 0.1 N:

En un baln aforado de 1000 mL, agregar 200 mL de agua desionizada. Agregar 8.4 mL de HCl concentrado Agregar agua desionizada y aforar a 1000 mL Estandarizar el HCl con tris-hidroximetil. amino metano de la siguiente manera (*): Pesar una cantidad en gramos o miligramos de tris-hidroximetil. amino metano En un beacker de 100 mL, agregar 25 mL de agua destilada y el tris-hidroximetil, aminometano. Titular con HCl y registrar el volumen de HCl gastado en la titulacin. Determinar la Normalidad del HCl a partir de la siguiente ecuacin:

Normalidad HCl=

Donde:

Wsal: Peso (mg) del tris-hidroximetil, amino metanomL(HCl): Mililitros de HCl gastados en la titulacin.(*) El cido debe ser estandarizado cada ves que se prepara.

Solucin stock de nitratos (N-NO3):

En un crisol, agregar 1 g de KNO3 Secar en horno a 120C durante mnimo 3 horas o a 60C durante mnimo 7 horas. Pesar 326.2 mg de KNO3 y aforar a un litro con agua desionizada (esta solucin tiene unaconcentracin de 200 ppm de N-NO3)

.Solucin patrn de nitratos (N-NO3):

Tomar 10 mL de la solucin stock y aforar a 100 mL con agua desionizada. (esta solucintiene una concentracin de 20 ppm de N-NO3).

Bibliografa

Standard Methods. 1992. Examination of water and wastewater. Method 4500-B. AmericanPublic Health Association. Washington D.C

2.3.8. Determinacin de nitritos (N-NO2)

El in nitrito es el menos estable dentro del ciclo del nitrgeno, bajo condiciones diferentesy variables puede ser oxidado rpidamente a nitratos o reducido a amonio, su identificaciny cuantificacin favorece una interpretacin de las condiciones del sistema indicando posiblescambios en un futuro cercano.

La tcnica calorimtrica de cuantificacin de nitritos, es ampliamente utilizada por laboratoriosde referencia, se fundamenta en la reaccin por acoplamiento de NO2- con el N-(1-naftil)-etilendiamida usando como agente desionizante la sulfanilamida, formando un color rojo-rosado que puede ser ledo a 540 nm.

WsalmL(HCl)x121.14

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MtodoEspectrofotomtrico, determinacin de nitritos por medio del Mtodo con 1-Naftil, etilendiamida

ObjetivoDeterminar las concentraciones de nitritos reportados como ppm N-NO2 (mg/L) en muestrasde aguas utilizadas en acuicultura.

AlcanceEste procedimiento aplica a agua que ha sido previamente filtrada por membrana denitrocelulosa con dimetro del poro de 0.45 m.


Bomba de vaco. Equipo de vaco. Filtro de nitrocelulosa con dimetro de poro de 0.45 m. Tubos de muestra 25x100mm o beacker de 100 mL. Espectrofotmetro UV-VIS que realice lectura en longitud de onda de 540 nm Celda de 1 cm de longitud Pipeta automtica de 100-1000 L

Reactivos

Agua desionizada. Agua destilada. Solucin mixta de sulfanilamida y N-(1-naftil)- etilendiamida Solucin stock de nitritos (N-NO2). Solucin patrn de nitritos (N-NO2).

Recoleccin de muestraLa muestra debe ser recolectada en frascos de vidrio, no aadir conservante, refrigerar(preferiblemente congelar) la muestra y analizarla tan pronto sea posible.

Pre tratamiento de la muestraSi la muestra presenta gran cantidad de algas en suspensin, homogenizar y filtrar con mallade 20 m, posteriormente filtrar nuevamente con filtro de nitrocelulosa de dimetro poro de0.45 m.

Preparacin de la curva de calibracinPara preparar la curva de calibracin de N-NO2, se debe tomar alicuotas determinadas dela solucin patrn y diluirlas con agua desionizada, con el fin de obtener 5 concentracionesque se encuentren entre 0-2 ppm (mg/L) de N-NO2; en la tabla 7 se especifica el volumende solucin patrn necesaria y la concentracin en ppm de N-NO2; la intensidad del colores proporcional a la concentracin de nitritos en la muestra (figura 18). Esta curva debe serrenovada cada dos meses.

Tabla 7. Preparacin de curva de calibracin de nitritos (NO2- )

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Figura 18. Cambio de color por reaccin de nitritos (NO2) por la tcnica con 1-Naftil-etilendiamina.

Anlisis de muestra

Tomar 25 mL de muestra Agregar 1 mL de solucin mixta Leer a 540 nm, registrarSi el pH de la muestra no se encuentra entre 5-9, regularlo con HCl 0.1 NSe usa como blanco agua destilada esterilizada con vapor hmedo (120C, 15 libras/m3, 15minutos).

ClculosPara determinar la concentracin de N-NO2 en la muestra, sustituir la diferencia de absorbancialeda en la ecuacin de la recta obtenida en la curva de calibracin.

ppm N-NO2 =


En caso que la lectura de absorbancia de la muestra exceda el rango espectrofotomtrico,diluir la muestra con agua destilada, y procesar nuevamente; debe tenerse en cuenta el factorde correccin, por el cual, se multiplicar el resultado obtenido al sustituir valores en laecuacin. Los datos sern reportados en ppm N-NO2 que equivalen a mg N-NO2/L.

InterferenciasSlidos suspendidos, in Cu+2 en concentraciones superiores a 0.1 mg/L, in sulfuro enconcentraciones superiores de 60 g S-2/L; el NCl3 puede causar una coloracin roja intensa.

Impacto ambientalEste procedimiento no producen un impacto ambiental considerable, los residuos generadospueden ser previamente diluidos con abundante agua y descartados.


cido clorhdrico 0.1 N:

En un baln aforado de 1000 mL, agregar 200 mL de agua desionizada. Agregar 8.4 mL de HCl concentrado Agregar agua desionizada y aforar a 1000 mL Estandarizar el HCl con tris-hidroximetil. amino metano de la siguiente manera (*): Pesar una cantidad en mg de tris-hidroximetil. amino metano En un beacker de 100 mL, agregar 25 mL de agua destilada y el tris-hidroximetil, aminometano.

abs bm

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Titular con HCl y registrar el volumen de HCl gastado en la titulacin. Determinar la Normalidad del HCl a partir de la siguiente ecuacin:

Normalidad HCl=

Donde:Wsal: Peso (mg) del tris-hidroximetil-amino metanomL(HCl): Mililitros de HCl gastados en la titulacin.(*) El cido debe ser estandarizado cada vez que se prepara.

Solucin stock de nitritos (N-NO2):

En un crisol, agregar 1 g de NaNO2 Secar en horno a 120C durante mnimo 3 horas o a 60C durante mnimo 7 horas. Pesar 300 mg de NaNO2 y aforar a un litro con agua desionizada (esta solucin tiene unaconcentracin de 200 ppm de N-NO2)

.Solucin patrn de nitritos (N-NO2):

Tomar 10 mL de la solucin stock y aforar a 100 mL con agua desionizada. (esta solucintiene una concentracin de 20 ppm de N-NO2).

Reactivo mixto:

En un baln aforado de 100 mL, agregar 50 mL de agua desionizada. Agregar 1 g de sulfanilamida, mezclar. Agregar 0.1 g de N-(1-naftil)-etilendiamida, mezclar Agregar 10 mL de Acido fosfrico concentrado y homogenizar. Aforar a 100 mL.

Bibliografa

Standard Methods. 1992. Examination of water and wastewater. Method 4500-B. AmericanPublic Health Association. Washington D.C. Boyd, C. 1992. Water Quality and Pond Soil Analyses for Aquaculture. Alabama AgriculturalExperiment Station. Autburn University. Garay, J; Panizzo, L; Lesmes, L; Ramrez, G; Snchez, J. 1993. Manual de TcnicasAnalticas de Parmetros Fsicoqumicos y Contaminantes Marinos. Direccin GeneralMartima. Tercera edicin. Armada Nacional de Colombia.

2.3.9. Determinacin de nitrgeno Kjeldahl

El nitrgeno es el segundo en importancia para nutricin de muchos sistemas biolgicos, sinembargo, gran parte de este se encuentra inmovilizado en forma de nitrgeno orgnico,cuantificar el nitrgeno en este estado es de vital importancia, ya que generalmente la accinmicrobiolgica es capas de liberarlo, lo que puede generar incremento repentinos en lasconcentraciones de amonio que puede eutrofizar el agua permitiendo el crecimiento de algascon posible toxicidad para el animal del cultivo y consumir el oxigeno disuelto.

El Mtodo Kjeldahl, oxida todo el nitrgeno orgnico hasta nitrgeno amoniacal, que quedaretenido por el bajo pH de la solucin, luego, al agregar una solucin altamente alcalina, elpH del digerido incrementa y junto con calor, evaporan el amonio en forma de amoniaco, quepor condensacin se recibe en un medio acido que nuevamente retiene en amonio que luegoes cuantificado por titulacin.

WsalmL(HCl)x121.14

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MtodoDigestin por Kjendahl y cuantificacin por titulacin.

ObjetivoDeterminar las concentraciones de nitrgeno amoniacal segn Kjendahl amonio reportadocomo ppm N-NH4 (mg/L) en muestras de aguas util izadas en acuicultura.


Equipos y accesorio

Tubos de muestra 25x100mm o beacker de 100 mL Campana extractora de gases Digestor Micro destilador Pipeta automtica de 100-1000 L Buretra 25 mL

Reactivos

Agua desionizada. Agua destilada. H2SO4 0.02 N Solucin de digestin Solucin de acido Brico Indicador mixto Solucin NaOH-Na2S2O3

Pre tratamiento de la muestraNo es necesario ningn pre tratamiento de la muestra, sin embargo esta debe ser previamentehomogenizada.

Anlisis de muestra

Digestin

Tomar 25 mL de muestra Agregar 10 mL de solucin de digestin Calentar gradualmente durante una hora, hasta evidenciar cambio de color a verde esmeralda. Dejar hervir por 15 minutos.

Figura 19. Cambio de color de la muestra por digestin.

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Destilacin.

Enjuagar el baln con 15 mL de agua desionizada. Agregar la mezcla al colector de muestra del destilador Agregar lentamente por el colector de muestra, 10 mL de solucin de hidrxido de sodio-tiosulfato. Abrir la llave de paso de agua del destilador y regular el flujo de agua. En un beakcer, agregar 15 mL de solucin de acido brico con 2 gotas de indicador mixto,ubicarlo en la salida de destilacin. Destilar la muestra hasta que el acido brico torne de morado a verde (figura 20) Completar a destilacin hasta 40 mL Registrar el volumen de acido consumido.

Titulacin. Titular la muestra del beaker de con H2SO4 0.02N, hasta cambio de color a prpura(figura 21).

Nota: Debe realizarse un blanco con agua destilada.

ClculosPara determinar la concentracin de N-NH4 en la muestra, remplazar la diferencia deabsorbancia leda en la ecuacin de la recta obtenida en la curva de calibracin.

ppm NH4-N =

Donde:A: volumen de H2SO4 gastado en la muestraB: volumen de H2SO4 gastado en el blanco.C: volumen (mL) de muestra

Figura 20. Proceso de destilacin.

Figura 21. Cambio de color por titulacin

(A B)x280C

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InterferenciasSales inorgnicas pueden incrementar la temperatura sobre 400C, temperatura en la quepuede presentarse prdida de nitrgeno, para esto agregar mayores cantidades de cidosulfrico. Los iones de color no interfieren en el Mtodo. Si la cantidad de slidos suspendidoses muy alta, el acido puede ser consumido, afectando la relacin sal-acido generandotemperaturas superiores a 400C que pueden resultar en la pedida del nitrgeno, para estoagregar mayores cantidades de solucin de acido sulfrico.

Impacto ambientalEn este procedimiento, se generan desechos txicos para el medio ambiente y para la saludhumana, la mezcla de cidos fuertes y cobre obligan a descartar estos residuos como metalespesados y debe ser enviado a una empresa que se encargue de su tratamiento.


Solucin de digestin:

Pesar 134 gramos de sulfato de potasio y diluir en 300 mL de agua desionizada. Pesar 7.3 gramos de sulfato de cobre y diluir en 300 mL de agua desionizada. Mezclar las soluciones y agregar 134 mL de cido sulfrico concentrado y completar a1000 mL con agua desionizada.

Solucin cido Brico:

En un baln aforado de 500 mL, agregar 20 g cido brico. Aforar a 500 mL con agua desionizada. Almacenar en frasco mbar.

Solucin indicadora:

Pesar 100 mg de rojo de metilo y diluir en 50 mL de etanol. Pesar 50 mg de azul de metileno Y diluir en 25 mL de etanol. Mezclar las dos soluciones anteriores. Almacenar en frasco mbar

13.4. Solucin de Hidrxido de sodio y Tiosufato de sodio:

Pesar 250 g de hidrxido de sodio Pesar 12.5 g de tiosulfato de sodio Agregar 5 g de NaOH, mezclar Disolver y aforar a 500 mL con agua desionizada Se puede almacenar en un frasco plstico

Solucin de cido Sulfrico al 0.02 N

Tomar 12.8 mL de cido sulfrico concentrado y llevar a 500 mL en un baln aforado conagua desionizada, esta solucin ser equivalente a 1N de H2SO4 De la solucin anterior tomar 10 mL y aforar a 500 mL en un baln aforado con aguadesionizada, la solucin termina con una normalidad de 0.02 H2SO4.

Bibliografa Standard Methods. 1992. Examination of water and wastewater. Method 4500-NH3B.American Public Health Association. Washington D.C. Standard Methods. 1992. Examination of water and wastewater. Method 4500-NorgB.American Public Health Association. Washington D.C.

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2.3.10. Determinacin de oxigeno disuelto (OD) por el Mtodo de Winkler

El Oxigeno disuelto (OD) es un requerimiento esencial para la mayora de los organismosvivos presentes en el ecosistema acutico y depende de las actividades biolgicas, qumicasy fsicas del sistema. A mayor actividad la disponibilidad de oxigeno se reduce, y pueden serfavorecidas condiciones anaerobias que no son apropiadas para cultivos acucolas o sistemasacuticos ya que son producidos metabolitos txicos como H2S, metano, amonio entre otros,por esta razn es importante tener un control riguroso del OD.

Existen dos Mtodos para determinar Oxigeno Disuelto; por medio de electrodos y el Mtodode Winkler, este ultimo esta basado en la oxidacin y reduccin del iodo (Figura 22) que escuantificado por titulacin y equivalente al oxigeno consumido; es decir, al oxgeno disueltoen la muestra.

Figura 22. Reaccin qumica de consumo de oxigeno en el Mtodo de Winkler.

(1) 4 Mn(OH)2 (s) + O2 + 2 H2O 4 Mn(OH)3 (s)(2) 2 Mn(OH)3 (s) + 2 I- + 6 H+ I2 + 3 H2O + 2 Mn2+

(3) I2 + 2 S2O32- 2 I- + S4O62-

ObjetivoDeterminar la concentracin de Oxigeno disuelto (OD) reportados como mg OD/L en muestrasde aguas por el Mtodo de winkler.



Botellas Winkler 300 mL Pipetas volumtricas de 1 mL Beacker 100 mL Probeta de 25 mL Agitador Magntico Guantes de nitrilo Campana extractora de gases. Elermeyer 250 mL

Reactivos

Agua destilada. Solucin de Manganeso. Solucin para OD (muestras saturadas o poco saturadas). Acido sulfrico concentrado. Solucin de tiosulfato de sodio 0.025M Solucin de almidn 2%

Recoleccin de muestra.La muestra debe ser recolectada preferiblemente en botellas Winkler, sumergindola totalmenteevitando que quede aire; en caso de no tener, tomar la muestra en frascos de vidrio demnimo 500 mL evitando el ingreso del aire. Para conserva la muestra por ms de 8 horas;agregar 0.7 mL de H2SO4 concentrado y 1 mL de solucin de azida sdica. Trasportar lasmuestras refrigeradas (mximo 10C) en oscuridad. Procesar tan pronto sea posible.

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Anlisis de la muestra

Destapar cuidadosamente la botella Winkler Tomar la temperatura de la muestra Agregar cuidadosamente 1 mL de solucin de Manganeso introduciendo la punta pipeta hastael fondo de la botella. Agregar cuidadosamente 1 mL de solucin para OD (muestras saturadas o poco saturadas)introduciendo la punta de la pipeta hasta el fondo de la botella. Tapar la botella, eliminando el exceso de muestra que quede sobre la tapa. Mezclar invirtiendo la botella constantemente durante 30 segundos. Dejar reposar hasta que todos los slidos generados hallan precipitado (Figura 23). Destapar la botella Winkler y agregar cuidadosamente (bajo cmara extractora de gases) 1mL de acido sulfrico concentrado introduciendo la punta de la pipeta hasta el fondo de labotella. Descartar el exceso de muestra que queda en la tapa Mezclar invirtiendo la botella constantemente hasta que todo el precipitado haya desaparecido,la muestra debe tomar color amarillo (Figura 24).

Tomar 200 mL de muestra y agregarlo en un elermeyer Agregar aproximadamente 300 L de solucin de almidn 2%. La muestra toma un color azuloscuro - negro Titular con Solucin de tiosulfato de sodio 0.025M hasta que la muestra se torne trasparente(Figura 25). Registrar el volumen de tiosulfato de sodio gastado en la titulacin.

ClculosPara 200 mL de muestra titulada, 1 mL de tiosulfato de sodio gastado es equivalente a 1 mg OD/L

Figura 23.Sedimentacin de sales.

Figura 24. Solubilizacinde sales por adicin de acido.

Figura 25. Cambio de colorpor proceso de titulacin.

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InterferenciasLas Botellas Winkler no deben tener burbujas de aire, ya que pueden generar falsos positivos.Los nitratos pueden generar interferencias al reaccionar con iodo, para esto agregar azidasdica (2%p/v).

Impactos para la saludEn este procedimiento se manipulan cidos fuertes, usar constantemente guantes de nitriloy procesar la muestra bajo campana extractora de gases. En caso de derrame de reactivos,cubrir con arena absorbente y desechar la arena como residuo peligroso.

Impacto ambientalEn este procedimiento los residuos generados pueden registrar pH menores a 3, deben serdescartados como residuos tipo cidos y enviados a su respectivo tratamiento a una empresaespecializada

BioseguridadEn este Mtodo son utilizados cidos fuertes, deben manejarse bajo campana extractora degases y el uso de guantes de nitrilo es obligatorio.


Solucin de Manganeso:

En un baln de 1000 mL agregar 36.4 gramos de sulfato manganoso. Aforar con agua destilada Almacenar en un frasco mbar.

Solucin para OD (saturado y poco saturado):

Pesar 500 gramos de Hidrxido de sodio (NaOH) y agregarlos al frasco mbar de 1 litro Pesar 170 gramos de Ioduro de Potasio (KI) y agregarlos el frasco mbar Agregar 500 mL de agua destilada y poner en agitacin a 120 rpm durante 15 minutos(Precaucin la mescla es exotrmica, manipular cuidadosamente) Agregar 500 mL de agua destilada y dejar en agitacin hasta que todo este disuelto.

Solucin de tiosulfato de sodio 0.025M:

En un baln de 500 mL agregar 100 mL de agua destilada. Pesar y agregar 0.4 g de hidrxido de sodio (NaOH). Pesar y agregar 6.25 g de tiosulfato de sodio Adicionar 100 mL de agua destilada y mezclar hasta que todo este disuelto. Aforar y almacenar en un frasco mbar..Solucin de almidn 2%:

Pesar 2 gramos de almidn grado reactivo y aforar a 100 mL con agua destilada. Almacenar en frasco mbar refrigerado a 4C

Bibliografa Standard Methods. 1992. Examination of water and wastewater. Method 4500-O,D. AmericanPublic Health Association. Washington D.C.

2.3.11. Determinacin de conductividad elctrica (CE)

Conductividad Elctrica (CE) es la medida de la capacidad que tiene una solucin de trasmitircorriente elctrica; las unidades de expresin son Siemens/cm o S/cm. Esta medida puededar un valor presuntivo de la cantidad de iones inorgnicos presentes (calcio, magnesio,sodio, manganeso entre otros) lo que implica que este Mtodo puede determinar de manera

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presuntiva la cantidad de iones como el calcio y magnesio que son caractersticos de durezaen aguas, sin embargo no pueden ser diferenciados. La CE es til porque con ella se puedeestablecer el grado de mineralizacin de una solucin, esto quiere decir que puede serdeterminada la cantidad de iones disponibles en cultivos acucolas que son de vital importanciapara la fisiologa de animal.

La medicin se realiza con un electrodo de Conductividad, el cual, registra el valor en mS/cm,con su respectiva correccin por temperatura.

ObjetivoDeterminar Conductividad Elctrica en muestras de aguas.

MtodoDeterminacin de Conductividad Elctrica (CE) medido en mS/cm mediante lectura conelectrodos

AlcanceEste manual aplica muestras de aguas en general.

Materiales y equipos

Becker 100 mL Electrodo de CE Varilla de vidrio

Reactivos

Agua destilada Solucin de calibracin de 1413 S/cm

Recoleccin de muestraLa muestra puede ser almacenada en frasco plstico y refrigerada, se recomienda realizarla lectura en el menor tiempo posible.

Pre tratamientoNo es necesario ningn tipo de pre tratamiento

Procedimiento En un beacker de 100 mL agregar 80 mL de muestra Mezclar con una varilla de vidrio Leer CE sumergiendo el electrodo, se debe esperar mnimo 30 segundos para que la lecturase estabilice.

Calibracin y mantenimiento Debe realizarse una calibracin diariamente antes de su uso con soluciones de calibracinde 1413 S/cm. Este procedimiento debe ser realizado por personal capacitado y autorizado. El electrodo de CE y temperatura debe ser lavado con agua destilada entre muestras, encaso de tener adherida materia orgnica en los electrodos, en necesario lavarlos con jabnalcalino para vidriera y enjuagar con abundante agua destilada.

Interferencias.Es necesario realizar correcciones en la lectura de CE segn la temperatura, para esto, elequipo tiene correccin automtica, as que no es necesario realizar clculos adicionales.

Figura 26. Electrodo de Conductividadelctrica, salinidad y slidos totales disueltos.

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Estndares de bioseguridadUna vez las muestras sean analizadas, deben ser mezcladas con una solucin de hipocloritode sodio al 7 % en relacin 1:1 y posteriormente tratadas como residuos biolgicos.

Bibliografa Standard Methods, 1992. Examination of Water and Wastewater; Method 2510B, AmericanPublic Health Association,. Washington DC.

2.3.12. Determinacin de pH

El pH es definido como el inverso del logaritmo de la cantidad de hidrogeniones o protones(H+) presentes en solucin; este es importante ya que es la medida de acidificacin de lamuestra, y de este depende la capacidad de degradacin biolgica de la materia orgnica.En condiciones acidas, algunos organismos no tienen la capacidad de sobrevivir, es por esoque un control en este parmetro, puede favorecer la productividad de un sistema. El pH esdeterminado usando un electrodo de vidrio junto con un electrodo de temperatura.

ObjetivoDeterminar el pH en muestras de aguas.

MtodoDeterminacin de pH mediante lectura por electrodos

AlcanceEste manual aplica muestras de aguas en general.


Becker 100 mL pH metro (figura 27) Varilla de vidrio

Reactivos

Agua destilada Solucin buffer pH 4.00 Solucin buffer pH 7.00 Solucin buffer pH 10.00

Procedimiento

En un beacker de 100 mL agregar 80 mL de muestra Mezclar con una varilla de vidrio Leer el pH sumergiendo el electrodo

Calibracin y mantenimiento

Debe realizarse una calibracin diariamente con soluciones tampn de pH equivalente a4.0, 7.0 y 10. Este procedimiento debe ser realizado por personal capacitado y autorizado. El electrodo de pH y temperatura debe ser lavado con agua destilada entre muestras, encaso de tener adherida materia orgnica en los electrodos, en necesario lavarlos con jabnalcalino para vidriera y enjuagar con abundante agua destilada.

Figura 27. Equipo Multiparmetro,(medidor de pH, Conductividad elctrica,Potencial de oxido reduccin y salinidad)

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Interferencias.Es necesario realizar correcciones en la lectura de pH segn de la temperatura, para esto,el equipo tiene correccin automtica, as que no es necesario realizar clculos adicionales.

Nota. Es importante leer el pH y la temperatura en conjunto, ya que de no hacerlo,puede generar errores en la lectura.

Estndares de bioseguridadUna vez las muestras sean analizadas, deben ser mezcladas con una solucin de hipocloritode sodio al 7 % en relacin 1:1 y posteriormente tratadas como residuos biolgicos.

Bibliografa Boyd, C. 1992. Water Quality Pond Soil Analyses For Aquaculture. Alabama AgriculturalExperiment Station. Aurburn University. Armada nacional, Direccin general de Cartagena. 1993. Manual de Tcnicas Analtica

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