Los análisis de la 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 la lluvia y en el mar. [1] En todos los casos, los resultados del análisis proporcionan información que puede utilizarse para tomar decisiones o para proporcionar la seguridad de 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 los estudios de calidad del agua , contaminación , hidrología y aguas geotérmicas . Los métodos analíticos utilizados rutinariamente pueden detectar y medir todos los elementos naturales y sus compuestos inorgánicos y una amplia gama 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 sabor 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 sin contaminar o, si están contaminadas, que los niveles de contaminación no aumenten o disminuyan de acuerdo con un plan de remediación acordado. Un ejemplo de dicho esquema es el esquema de monitoreo armonizado que se opera en todos los principales sistemas fluviales del Reino Unido. [2] Los parámetros analizados dependerán en gran medida de la naturaleza del entorno local y/o las fuentes contaminantes en el área. 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 los estándares químicos aceptables incluyen pH , cationes y aniones principales, incluidos amoníaco , nitrato , nitrito , fosfato , conductividad , fenol , demanda química de oxígeno (DQO) y demanda bioquímica de oxígeno (DBO).
Las aguas superficiales o subterráneas extraídas para el suministro de agua potable deben cumplir con rigurosas normas químicas después del tratamiento. Esto requiere un conocimiento detallado del agua que ingresa a la planta de tratamiento. Además del conjunto normal de parámetros químicos ambientales, se deben tener en cuenta otros parámetros como la dureza , el fenol , el 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. El agua se utiliza a menudo como portador de reactivos y la pérdida de reactivos en el producto debe controlarse continuamente para garantizar una 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 productos químicos orgánicos no deseados que aparecen en un proceso químico inorgánico a través de la contaminación con aceites y grasas de la maquinaria. El control de la calidad de las aguas residuales descargadas de las instalaciones industriales es un factor clave para controlar y minimizar la contaminación del medio ambiente. En esta aplicación, los esquemas de control 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 la industria nuclear, el análisis se centra en isótopos o elementos específicos de interés. Cuando la industria nuclear descarga aguas residuales en ríos de los que se extrae agua potable, los radioisótopos que podrían ser potencialmente nocivos o aquellos con vidas medias largas , como el tritio, formarán parte del conjunto de controles 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, se los suele denominar "Libro azul". [4] [5]
Algunos 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 pueden clasificarse 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 y la investigación industrial, como en el campo de los productos farmacéuticos, los productos sanitarios y muchos otros, dependen de un análisis preciso del agua para identificar sustancias de uso potencial, refinarlas y garantizar que, cuando se fabriquen para la venta, su composición química se mantenga constante. Los métodos analíticos utilizados en esta área pueden ser muy complejos y pueden ser específicos del proceso o del área de investigación que se esté llevando a cabo, y pueden implicar el uso de equipos analíticos a medida.
En la gestión medioambiental, el análisis del agua se utiliza con frecuencia cuando se sospecha que existe contaminación para identificar el contaminante y tomar medidas correctivas. [7] El análisis a menudo permite identificar al contaminante. Este trabajo forense puede examinar las proporciones de varios componentes y puede "clasificar" muestras de aceites u otros contaminantes orgánicos mixtos para vincular directamente el contaminante con la fuente. En los suministros de agua potable, la causa de una calidad inaceptable se puede determinar de manera similar mediante un análisis químico cuidadosamente dirigido de muestras tomadas en todo el sistema de distribución. [8] En la fabricación, los productos que no cumplen las 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.