Propiedades Organolépticas y Parámetros Físico-Químicos del Agua

Las propiedades organolépticas definen la calidad sensorial del agua. La intensidad de sabor u olor se puede definir como el número de diluciones que deben realizarse para llegar al umbral de percepción. El agua a examinar se diluye con agua sin gusto; la degustación empieza desde la más diluida hasta la aparición de gusto. El olor es causado por la presencia de compuestos volátiles disueltos. El color del agua natural se puede deber a sustancias húmicas, sales de hierro o macizos calcáreos, entre otros factores.

Determinación de Sólidos y Residuos

• Sólidos decantables: Se utiliza 1 litro de agua en reposo durante 2 horas en conos Imhoff y se mide el volumen de sólidos decantados.
• Materia en suspensión: Se filtra el agua y se determina la cantidad de materia retenida en el filtro.
• Residuo seco a 105 °C: El agua filtrada se evapora en estufa a 105 °C durante 4 horas y se determina el residuo que permanece en la cápsula.
• Residuo fijo: Se calienta la cápsula anterior a 525 °C para volatilizar toda la materia orgánica. Este residuo se considera una medida de la materia mineral.

Determinación de Iones

Los cationes mayoritarios se pueden determinar por Cromatografía Iónica (CI) o métodos específicos:

• Sodio: Es una sal muy soluble; su determinación se realiza mediante FAAS (Espectroscopía de Absorción Atómica de Llama) con llama de aire-acetileno a 589 nm.
• Potasio: Sales muy solubles, determinación por FAAS con aire-acetileno a 766,5 nm.
• Calcio: Relacionado con el equilibrio carbónico en aguas; se determina por valoración complexométrica con EDTA.

Para la determinación de aniones se emplean las siguientes técnicas:

• Cloruro: Mediante volumetría de precipitación (argentometría).
• Sulfatos: Por turbidimetría a 425 nm usando bario para precipitar.
• Nitrato: Mediante colorimetría con brucina en medio sulfúrico a 410 nm.

Materia Orgánica y Técnicas de Separación

La materia orgánica tiene origen natural y reduce la cantidad de oxígeno disuelto (O₂) al ser oxidada. Existen diversos parámetros para medirla:

• Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO): Capacidad de la materia orgánica biodegradable disuelta para consumir oxígeno.
• Demanda Química de Oxígeno (DQO): Cantidad de materia susceptible de oxidación química contenida en el agua. Se sustituyen los microorganismos oxidantes por agentes químicos oxidantes y se compara la cantidad de oxígeno equivalente.
• Relación entre DBO y DQO: Proporciona una idea de los contaminantes orgánicos en el agua. Una relación menor que 0,2 indica que predominan contaminantes de naturaleza orgánica no biodegradable; si la relación es mayor que 0,6, predominan contaminantes de naturaleza orgánica biodegradable.
• Demanda de Oxígeno Total (TOD): Medida de todo el material oxidable de una muestra de agua. Se determina midiendo el oxígeno después de la combustión a alta temperatura para oxidar compuestos de carbono (C), nitrógeno (N) y azufre (S).
• Carbono Orgánico Total (TOC): Cantidad de CO₂ producido por la calcinación de una micromuestra; sirve para la caracterización de la materia orgánica disuelta y en suspensión.
• Carbono Orgánico Disuelto (DOC): Se emplea para caracterizar la materia orgánica disuelta una vez filtrada la muestra.

Técnicas de Extracción

Extracción Líquido-Líquido (LLE)

Técnica de separación en la que se introducen en un embudo de decantación dos líquidos inmiscibles y se agita para aumentar el contacto entre fases. Esto provoca la migración de los componentes al líquido más adecuado. Se deja reposar para separar ambos líquidos. Se emplean volúmenes grandes que se pueden preconcentrar en rotavapor. Inconvenientes: formación de emulsiones difíciles de separar, disolventes caros y exposición a los mismos.

Extracción Sólido-Líquido (Soxhlet)

Cuando el coeficiente de partición no es favorable, la extracción se consigue haciendo pasar continuamente la fase extractante a través de la muestra. El disolvente se dispone en un matraz inferior y se calienta hasta la temperatura de ebullición; cuando condensa la fase vapor, cae sobre la muestra arrastrando los analitos, y los componentes extraídos se concentran en el recipiente inferior.

Extracción en Fase Sólida (SPE)

La muestra se hace pasar por un cartucho con partículas de sólido que actúa como adsorbente, el cual se elige según las propiedades de los analitos que se quieren retener. Ventajas: gasta poco volumen de disolvente, preconcentra la muestra, es de fácil uso y requiere tiempos cortos de extracción.

Detergentes

Son sustancias con un grupo polar y una cadena hidrocarbonada apolar. En función del grupo polar, pueden ser aniónicos, catiónicos o no iónicos. Disminuyen la tensión superficial del agua y forman micelas para eliminar la suciedad. En concentraciones elevadas en aguas residuales, forman espumas, consumen oxígeno y generan problemas a los organismos acuáticos; aunque no suelen tener carácter tóxico directo, pueden disolver sustancias insolubles que sí son tóxicas.

Edafología y Análisis de Suelos

Perfil del Suelo

Las partículas del suelo se dividen en distintas capas a niveles de profundidad llamadas horizontes. El conjunto de horizontes es el perfil del suelo:

• Horizonte A: Primera capa, donde se acumula la materia orgánica y se forma el humus.
• Horizonte B: De origen principalmente mineral y parte de sustancias orgánicas.
• Horizonte C: Formado por roca fragmentaria de la disgregación de la roca madre.
• Horizonte D: Capa más profunda formada por la roca madre.

Clasificación de los Suelos

• Suelo orgánico: Materia orgánica en abundancia, permeables y esponjosos (retienen humedad).
• Suelo arenoso: Partículas sueltas, poroso y permeable, pero sin retener agua.
• Suelo arcilloso: Textura blanda, más compacto que el arenoso, menos permeable y retiene la humedad.
• Suelo rocoso: No tiene horizonte A o B; son duros e impermeables.

A menos que el pH sea ácido, los metales son poco móviles y se acumulan en la capa superficial.

Tratamiento de Muestras y Análisis Físicos

Para la disolución de muestras, se puede emplear un recipiente cerrado mediante radiación de microondas para calentar la disolución, usando contenedores de teflón o sílice. Las ventajas de esta digestión son: elevadas temperaturas, presiones muy altas y cortos tiempos de proceso. Al ser un recipiente cerrado, se evita la pérdida de gases volátiles, aunque la cantidad de muestra tratada es pequeña.

La disgregación es otro método de digestión para muestras inorgánicas resistentes a la vía húmeda. Consiste en disolver la muestra mediante fusión con exceso de fundente. Esto provoca un mayor riesgo de contaminación y pérdida de materiales volátiles.

Parámetros Físicos del Suelo

• Humedad gravimétrica: Porcentaje de peso del suelo ocupado por el agua.
• Humedad volumétrica: Porcentaje de volumen de suelo ocupado por el agua.
• Densidad aparente: Relación entre el peso de una muestra de suelo y el volumen que ocupa. Se cumple que: H(v) = H(g) * densidad aparente.
• Textura: Parámetro que determina la proporción de arenas, limos y arcillas en la fase sólida inorgánica del suelo.