Hola amigos de steemit y comunidad científica en general, como todos sabemos el agua es indispensable para la vida y tiene la gran capacidad de albergarla en diversas maneras, entorno al agua se forman innumerables microorganismos que intervienen en muchos procesos biológicos y a su vez pueden desarrollarse diversos ecosistemas acuáticos. Pero para que todo esto sea posible es necesario que esta cumpla con las condiciones que garanticen la subsistencia de estas formas de vida, uno de estos parámetros es la presencia de oxígeno disuelto.
En esta publicación les hablare sobre el oxígeno disuelto en aguas, su importancia, el método utilizado para su determinación a nivel de laboratorio, y como su valor en conjunto con otras mediciones como DBO y DQO puede ser utilizado como dato de referencia para saber el grado de contaminación de un cuerpo de agua.
Oxígeno disuelto.
Se refiere a la cantidad o concentración de oxígeno que se encuentra disuelto en el agua, la cantidad del oxígeno disuelto suele variar en función a la temperatura que tenga el agua, a menor temperatura es posible encontrar una mayor concentración de oxígeno disuelto, y a temperaturas elevadas disminuye la concentración de oxígeno disuelto. Alguna vez se han preguntado porque el agua hervida sabe diferente a la que no se ha hervido? Pues la respuesta a esta pregunta es la cantidad de oxígeno disuelto, al calentar el agua esta pierde oxígeno y por ello su sabor cambia.
En condiciones normales las concentraciones de oxígeno disuelto en aguas de ríos, arroyos y lagunas pueden variar dependiendo de muchos factores, pero los valores ideales para garantizar la vida de peces y otras formas acuáticas son de 5 a 7 mg/L (ppm) ya que valores por debajo de los 3 mg/L (ppm) pueden considerarse fatales para muchas de estas especies acuáticas.
Importancia del oxígeno disuelto en aguas.
El oxígeno disuelto es responsable de sustentar la vida de las especies acuáticas, los peces al nadar filtran por su aparato respiratorio el oxígeno, moluscos e invertebrados acuáticos lo necesitan para respirar, también a nivel bacteriano es de suma importancia ya que sin su presencia muchos de estos microorganismos que mantienen el equilibrio de estos ecosistemas morirían. Una disminución drástica de la cantidad de oxígeno disuelto significa una alteración a estos sistemas de vida.
La cantidad de oxígeno disuelto en el agua también nos permite conocer la calidad de la misma, cuando existe la presencia de contaminantes en el agua, las bacterias presentes en esta tienden a consumir el oxígeno disuelto, para realizar los procesos metabólicos de degradación de estas sustancias a otras más simples, por lo tanto como veremos más adelante los valores obtenidos de su medición pueden suministrar una idea del grado de contaminación que esta pueda tener.
Medición del oxígeno disuelto.
A nivel de campo es necesario dar una respuesta rápida del valor de la medición de este parámetro y por ello se utiliza un equipo llamado Oxímetro, pero cuando se requiere un resultado más preciso en cuanto a esta determinación, el método experimental más recomendado es el iodométrico o método de Winkler.
Determinación del oxígeno disuelto por el método de Winkler.
A continuación les hablare sobre las bases teóricas de este procedimiento
Lo primero que debe realizarse es la fijación del oxígeno disuelto en el agua y para ello se le agrega sulfato de manganeso a la muestra de agua a analizar, posteriormente se adiciona una mezcla de ioduro de potasio e hidróxido de sodio, todo esto con la finalidad de crear el medio alcalino para que el manganeso previamente adicionado reaccione con el oxígeno, oxidándose de Mn+2 a Mn+4 y formando un precipitado marrón de acuerdo a la siguiente reacción:
Posteriormente se hace reaccionar este MnO2 con el ioduro presente mediante la adición de ácido sulfúrico, ya que al pasar de un pH alcalino a uno ácido los iones ioduros se oxidan a iodo libre:
Y finalmente basándose en el hecho de que el iodo libre en presencia de almidón tiende a tornarse de una coloración azul oscuro, se le añadirá almidón como indicador y se procederá a realizar una titulación del iodo libre con una solución de concentración conocida de tiosulfato de sodio.
Quedando definido el punto final de la titulación cuando la solución cambia del color azul al transparente, en este punto se toma la lectura del volumen de tiosulfato gastado y con esto se procede a realizar los cálculos respectivos por medio de las relaciones estequiométricas obteniéndose el valor de la concentración del oxígeno disuelto.
En el siguiente vídeo del laboratorio de análisis de agua de la universidad militar de Nueva Granada se muestra el procedimiento experimental de este método aplicado a una muestra de agua tomada del grifo.
El oxígeno disuelto como parámetro referencial de contaminación en el agua, DBO y DQO.
Como mencione anteriormente la concentración del oxígeno disuelto en el agua puede darnos una idea de la calidad de la misma o del grado de contaminación que esta puede tener, existen muchas sustancia que actúan como agentes contaminantes en cuerpos de aguas, en otras publicaciones ya les he hablado sobre el efecto de aceites, grasas, tensoactivos y detergentes sobre los cuerpos de aguas si quieren profundizar al respecto pueden ir a los siguientes enlaces:
Detergentes y tensoactivos como fuentes de contaminación en las aguas.
El problema de los aceites domésticos.
Estas substancias aportan un exceso de nutrientes al agua, lo que favorece la proliferación de bacterias que consumen el oxígeno disponible para la degradación de las mismas. Solo las sustancias biodegradables son las que por acción microbiana pueden ser descompuestas, existe una prueba que se encarga de determinar la cantidad de oxigeno que requieren estos microorganismos para la degradación de estos contaminantes en el agua y es la demanda biológica de oxígeno (DBO).
Pero como también existen muchas sustancias que no son degradables por la acción microbiana, y se hace necesario tener una relación entre las sustancias contaminantes biodegradables y las no biodegradables, existe una prueba que nos permite estimar la cantidad de oxigeno requerido para la descomposición de la totalidad de la materia orgánica, a este ensayo se le denomina demanda química de oxigeno.
En función a todo esto es de suponer que DQO siempre debería ser mayor o igual a la DBO, ambos ensayos nos permitirán conocer el grado de contaminación de las aguas y la naturaleza de los contaminantes presentes en ellas, además que la relación entre estos parametros nos permite determinar el tipo de tratamiento al cual debe someterse dicha agua para su depuración. Es necesario en ambas determinaciones conocer los valores iniciales y finales del oxígeno disuelto, ya que por diferencias de estos se calcula el oxígeno consumido durante los procedimientos experimentales.
En mis próximas publicaciones les estare describiendo estos procedimientos experimentales para la determinación de la DBO y DQO.
Saludos!
Referencias:
Oxígeno disuelto: http://www.infojardin.net/glosario/o2/oxigeno-disuelto.htm.
Sawyer, C.N. and McCarty. Chemistry for Environmental Engineering (3rd ed), McGraw-
Hill Book Company, New York, 1978.Por qué es importante el oxígeno disuelto? Miacron MketigCo. Technial Report 01/11/04 Queretano, Mexico Milacron Mexican Sles,.A dCV|Divsón.
Demanda biológica y demanda química de oxígeno: http://www.imagua.es/pages/index/dbo-y-dqo.
Detergentes y tensoactivos como fuentes de contaminación en las aguas: https://steemit.com/stem-espanol/@joseleogon/detergentes-y-tensoactivos-como-fuentes-de-contaminacion-en-las-aguas.
El problema de los aceites domésticos: https://steemit.com/stem-espanol/@joseleogon/el-problema-de-los-aceites-domesticos-y-su-posible-uso-para-la-elaboracion-de-biodiesel
