Los análisis de química del agua se llevan a cabo para identificar y cuantificar los componentes químicos y las propiedades de las muestras de agua. El tipo y la sensibilidad del análisis dependen del propósito del análisis y del uso previsto del agua. El análisis químico del agua se lleva a cabo en el agua utilizada en procesos industriales, en corrientes de aguas residuales, en ríos y arroyos, en las precipitaciones y en el mar. [1] En todos los casos, los resultados del análisis proporcionan información que se puede utilizar para tomar decisiones o para garantizar que las condiciones son las esperadas. Los parámetros analíticos seleccionados se eligen para que sean apropiados para el proceso de toma de decisiones o para establecer una normalidad aceptable. El análisis de la química del agua es a menudo la base de estudios de calidad del agua , contaminación , hidrología y aguas geotérmicas . Los métodos analíticos utilizados habitualmente pueden detectar y medir todos los elementos naturales y sus compuestos inorgánicos y una gama muy amplia de especies químicas orgánicas utilizando métodos como la cromatografía de gases y la espectrometría de masas . En las plantas de tratamiento de agua que producen agua potable y en algunos procesos industriales que utilizan productos con sabores y olores distintivos, se pueden utilizar métodos organolépticos especializados para detectar olores en concentraciones muy bajas.
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Las autoridades reguladoras toman y analizan rutinariamente muestras de agua del entorno natural como parte de un programa de monitoreo predeterminado para garantizar que las aguas permanezcan no contaminadas o, si están contaminadas, que los niveles de contaminación no aumenten o disminuyan de acuerdo con un plan de remediación acordado. Un ejemplo de un plan de este tipo es el plan de seguimiento armonizado que se aplica a todos los principales sistemas fluviales del Reino Unido. [2] Los parámetros analizados dependerán en gran medida de la naturaleza del medio ambiente local y/o de las fuentes contaminantes de la zona. En muchos casos, los parámetros reflejarán los estándares nacionales y locales de calidad del agua determinados por la ley u otras regulaciones. Los parámetros típicos para garantizar que las aguas superficiales no contaminadas permanezcan dentro de estándares químicos aceptables incluyen el pH , los principales cationes y aniones , incluidos el amoníaco , el nitrato , el nitrito , el fosfato , la conductividad , el fenol , la demanda química de oxígeno (DQO) y la demanda bioquímica de oxígeno (DBO).
El agua superficial o subterránea extraída para el suministro de agua potable debe poder cumplir con rigurosos estándares químicos después del tratamiento. Esto requiere un conocimiento detallado del agua que entra a la planta depuradora. Además del conjunto normal de parámetros químicos ambientales, se incluyen otros parámetros como dureza , fenol , aceite y, en algunos casos, un perfil orgánico en tiempo real del agua entrante, como en el esquema de regulación del río Dee .
En los procesos industriales, el control de la calidad del agua de proceso puede ser fundamental para la calidad del producto final. A menudo se utiliza agua como portador de reactivos y la pérdida de reactivo en el producto debe controlarse continuamente para garantizar la tasa de reemplazo correcta. Los parámetros medidos se relacionan específicamente con el proceso en uso y con cualquiera de los contaminantes esperados que puedan surgir como subproductos. Esto puede incluir sustancias químicas orgánicas no deseadas que aparecen en un proceso químico inorgánico a través de la contaminación con aceites y grasas de maquinaria. El control de la calidad de las aguas residuales vertidas desde las instalaciones industriales es un factor clave para controlar y minimizar la contaminación del medio ambiente. En esta aplicación, los esquemas de monitoreo analizan todos los posibles contaminantes que surgen dentro del proceso y, además, los contaminantes que pueden tener impactos particularmente adversos en el medio ambiente, como el cianuro y muchas especies orgánicas, como los pesticidas . [3] En ese entonces, el análisis de la industria nuclear se centra en isótopos o elementos de interés específicos. Cuando la industria nuclear vierte aguas residuales en ríos que tienen extracción de agua potable, los radioisótopos que podrían ser potencialmente dañinos o aquellos con vidas medias largas , como el tritio , formarán parte del conjunto de monitoreo de rutina.
Para garantizar la coherencia y la repetibilidad, los métodos utilizados en el análisis químico de muestras de agua suelen acordarse y publicarse a nivel nacional o estatal. Por convención, a menudo se los denomina "libros azules". [4] [5]
Ciertos análisis se realizan en el campo (por ejemplo, pH, conductancia específica), mientras que otros implican muestreo y pruebas de laboratorio. [6]
Los métodos definidos en las normas pertinentes se pueden clasificar en términos generales como:
Dependiendo de los componentes, se aplican diferentes métodos para determinar las cantidades o proporciones de los componentes. Si bien algunos métodos se pueden realizar con equipos de laboratorio estándar, otros requieren dispositivos avanzados, como la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS).
Muchos aspectos de la investigación académica e industrial, como los productos farmacéuticos, los productos sanitarios y muchos otros, se basan en un análisis preciso del agua para identificar sustancias de uso potencial, refinarlas y garantizar que, cuando se fabriquen para la venta, la composición química se mantenga. coherente. Los métodos analíticos utilizados en estas áreas pueden ser muy complejos y pueden ser específicos del proceso o área de investigación que se realiza y pueden implicar el uso de equipos analíticos hechos a medida.
En la gestión ambiental, el análisis del agua se utiliza con frecuencia cuando se sospecha contaminación para identificar el contaminante y tomar medidas correctivas. [7] El análisis permite a menudo identificar al contaminador. Dicho trabajo forense puede examinar las proporciones de varios componentes y puede "tipificar" muestras de aceites u otros contaminantes orgánicos mixtos para vincular directamente el contaminante con la fuente. En el suministro de agua potable, la causa de una calidad inaceptable también puede determinarse mediante análisis químicos cuidadosamente específicos de muestras tomadas en todo el sistema de distribución. [8] En la fabricación, los productos fuera de especificaciones pueden estar directamente relacionados con cambios inesperados en las etapas de procesamiento húmedo y la química analítica puede identificar qué etapas pueden tener fallas y por qué razón.