Estudio de caso, Identificación de metales existentes en el agua de un sistema de acuaponia

Estudio de caso, Identificación de metales existentes en el agua de un sistema de acuaponia

Bolaños Adriana1, Rodríguez Ginary2, Cardona Ingrid3, Bastidas Juan David4

1, 2, 3, 4 Facultad de Ingeniería, Ingeniería ambiental y sanitaria.

RESUMEN

La práctica busca evidenciar la presencia de metales pesados (Cadmio (Cd)) y nitratos en una muestra para ensayo tomada de un sistema de acuaponia, donde se evidencia simbiosis entre peces y plantas, por medio de diferentes técnicas creadas especialmente para dichos análisis de laboratorio, por lo tanto, se puede mencionar que esta práctica es “ex-situ”, lo cual quiere decir, que la toma de la muestra es en un lugar específico, pero que esta será analizada en un laboratorio.

Para el análisis de Cadmio (Cd) se poseía el NANOCOLOR Cadmio 2, 0-14, el cual constaba de ciertos reactivos, que permitirían separar el metal de la sustancia de ensayo, luego de un previo procedimiento con el uso de fase orgánica. Por otro lado, estaba el equipo para la determinación de nitratos, que fue el análisis más corto de la práctica, constaba de tomar un blanco y muestra (10 ml cada uno) en celdas hanna, y a la muestra agregarle un sobre con cierto reactivo que permitiría y facilitaría la medición de nitratos. Acto seguido se llevaban dichas muestras al espectrofotómetro y este arrojaría valores de nitratos luego de ser calibrado. Finalmente se obtuvieron valores para nitratos de 1.3 mg/L N-NO3- y cadmio de 68 mg/L.

Palabras clave: Nitratos, Metales pesados, Espectrofotómetro, Cadmio, Celdas hanna.

ABSTRACT

The practice seeks to show the presence of heavy metals (cadmium (Cd)) and nitrate in a test sample taken from an aquaponics system where symbiosis between fish and plants is evidenced by different techniques created especially for those lab tests therefore, it can be mentioned that this practice is "ex-situ", which means that the sampling is at a specific location, but this will be analyzed in a laboratory.

For the analysis of Cadmium (Cd) Cadmium is owned NANOCOLOR 2 0-14, which consisted of certain reagents, which enable separate the metal from the test substance after a previous procedure with the use of organic phase. On the other hand, it was the equipment for the determination of nitrate, which was the shortest practical analysis consisted of taking a blank and sample (10 ml each) hanna cells, and add a sample with a reagent on enable and facilitate the measurement of nitrate. Then the samples were taken to the spectrophotometer and the values ​​of nitrates throw after being calibrated. Finally values ​​for nitrate 1.3 mg / L NO3- N-cadmium and 68 mg / L were obtained.

Key words: Nitrates, Heavy Metals, Spectrophotometer, Cadmium, Cell Hanna.

INTRODUCCION

El nitrato es uno de los más frecuentes contaminantes de aguas subterráneas en áreas rurales. Debe ser controlado en el agua potable principalmente porque niveles excesivos pueden provocar metahemoglobinemia, o “la enfermedad de los bebés azules”. Aunque los niveles de nitratos que afectan a los bebés no son peligrosos para niños mayores y adultos, sí indican la posible presencia de otros contaminantes más peligrosos procedentes de las residencias o de la agricultura, tales como bacterias o pesticidas. El origen de los nitratos en aguas subterráneas es principalmente de fertilizantes, sistemas sépticos y almacenamiento de estiércol u operaciones de extensión. Los fertilizantes nitrogenados no absorbidos por las plantas, volatilizados, o arrastrados por la escorrentía superficial acaban en las aguas subterráneas en forma de nitratos. Esto hace que el nitrógeno no esté disponible para las plantas, y puede también elevar la concentración en aguas subterráneas por encima de los niveles admisibles de calidad del agua potable. El nitrógeno procedente del estiércol o de los abonos puede perderse de manera similar de los prados, corrales, o lugares de almacenamiento. Los sistemas sépticos eliminan solamente la mitad del nitrógeno de las aguas residuales, dejando que la otra mitad sea lavada hacia las aguas subterráneas, de esta forma aumentando las concentraciones de nitrato en las aguas subterráneas.

El cadmio no se encuentra en estado libre en la naturaleza, y la greenockita (sulfuro de cadmio), único mineral de cadmio, no es una fuente comercial de metal. La toma por los humanos de Cadmio tiene lugar mayormente a través de la comida. Los alimentos que son ricos en Cadmio pueden en gran medida incrementar la concentración de Cadmio en los humanos. Ejemplos son patés, champiñones, mariscos, mejillones, cacao y algas secas. De forma natural grandes cantidades de Cadmio son liberadas al ambiente, sobre 25.000 toneladas al año. La mitad de este Cadmio es liberado en los ríos a través de la descomposición de rocas y algún Cadmio es liberado al aire a través de fuegos forestales y volcanes. El resto del Cadmio es liberado por las actividades humanas, como es la manufacturación.

MARCO TEORICO

Para conocer la calidad de un agua, los mejores indicadores son el contenido en amoniaco, en materia orgánica, en nitritos y en bacterias. La reglamentación española considera al amoniaco como un componente no deseado en el agua y establece como valor orientativo de calidad un nivel guía de 25 mg/l y una concentración máxima admisible de 50 mg/l (1)

La presencia de amoniaco en el agua indica una degradación parcial de la materia orgánica. Para determinar el contenido de amoniaco en el agua existen varios métodos que nos indicarán de una forma más o menos rápida su contenido, por ejemplo, el test rápido de amoniaco, análisis cualitativo y colorimétrico, método volumétrico, o método de electrodo selectivo. Los nitritos no son aceptables en las aguas potables. Proceden de la oxidación incompleta del amoniaco y de la reducción bacteriana incompleta de los nitratos. Un agua que contenga nitritos puede considerarse un agua contaminada por materiales fecales. La reglamentación española establece como valor orientador de calidad la ausencia de nitritos en un agua de consumo, y como valor máximo tolerable hasta 0.1mg/l. todos los valores superiores a estos determinan la contaminación del agua (1).

Finalmente, las bacterias Nitrobacter llevan a cabo la reacción de nitrito NO2- , a nitratos NO3 consumiendo oxígeno. Se eliminan los intercambios propios del metabolismo de las plantas, mediante bacterias que utilizan el nitrato como alimento, absorbiendo el oxígeno y liberando nitrógeno. En medios con muy altas concentraciones de nitratos, del orden de 3.000 a 4.000 mg/l, el equilibrio puede retornar, convirtiéndose los nitritos y amoniacos. El análisis de todos los compuestos nitrogenados citados es imprescindible para la determinación de la calidad de las aguas, tanto destinadas a consumo humano como procedentes de procesos de depuración, siendo necesario el adoptar medidas de tratamiento para su eliminación o reducción de concentración. (1)

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