TESIS
Determinación de parámetros fisicoquímicos de aguas conforme a normas mexicanas (NMX)
Fecha
2018-11-05Registro en:
Rangel Fernández, Miriam. (2016). Determinación de parámetros fisicoquímicos de aguas conforme a normas mexicanas (NMX). (Ingeniería Ambiental). Instituto Politécnico Nacional, Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología. México.
Autor
Rangel Fernández, Miriam
Institución
Resumen
RESUMEN:
Introducción
El presente trabajo describe las actividades realizadas en el Instituto Mexicano del petróleo durante el periodo comprendido del 7 de Julio a 10 de diciembre de 2015 derivada de una Estancia Industrial.
Las principales actividades realizadas fueron los siguientes:
Análisis de muestras de agua usando la metodología marcada en la normatividad mexicana (NMX-AA-SCFI).
Apoyar con la validación de métodos.
Apoyar con la implementación de la norma NMX-EC-17025-IMNC:2006.
Metodología
1. Implementación y acreditación de la norma NMX-EC-17025-IMNC:2006.
2. Muestro.
3. Procesamiento de muestra.
4. Análisis e interpretación de resultados.
Resultados y Discusión
Se dedicó 30% del tiempo de la estancia industrial a apoyar con actividades pre-auditorias. El 70% restante se realizaron determinaciones conforme a los métodos normalizados: NMX, ASTM, APHA. De estas determinaciones, 54% fueron análisis de muestras reales, mientras que el 16% se tratan de validaciones de método. Se realizaron en total 722 ensayos, de las cuales, 69.39% fueron muestras para determinación de DQO, 22.99% para determinación de índice de estabilidad Stiff & Davis, y las pruebas asociadas a este (pH, salinidad, alcalinidad, dureza, Cloruros, Sulfatos, Fierro), el restante 7.63% son determinaciones de Sulfuros, H2S, CO2, DBO, Conductividad).
De un muestreo realizado por el personal signatario del IMP, se caracterizó agua de mar, y agua congénita con las determinaciones de: pH, salinidad, dureza, alcalinidad, cloruros, sulfatos y fierro, a las cuales se determinó la concentración de iones que las conformaban. Se encontró un pH alcalino con un valor de 8.6 y 8.7 para las muestras de agua de mar. Este valor se asocia a las especies químicas que se encuentren disueltas. Mientras que la salinidad tiene valores de 30.7 y 33.3 ppt, respectivamente.
Las aguas alcalinas pueden serlo por la concentración de carbonatos e hidróxidos. Las especies químicas asociadas con la alcalinidad producen en el agua un efecto tampón ya que absorben protones manteniendo el pH a un valor estable. Como se aprecia la alcalinidad de las muestras 3 y 4 se tiene 77 y 99 mg de CaCO3/L. Alcalinidad total de 77 y 99 mg de CaCO3/L estos valores son característicos de agua con buena capacidad amortiguadora.
Al ser mayor la dureza de estas muestras que su alcalinidad, indica que la diferencia de estos dos parámetros es dureza permanente, la cual se entiende como la cantidad de magnesio y calcio asociado a otros iones, como cloruros, sulfatos o nitratos. Y se elimina por métodos distintos a la ebullición como el método SODA.
El principal anión que participa en la formación de la dureza permanente es el sulfato. Realizando la diferencia de la dureza total, menos la alcalinidad, menos sulfatos, nos queda la dureza asociada con cloruros. La concentración restante de cloruros se asume que corresponde a NaCl.
Finalmente, el fierro, dependiendo de su origen oscila entre algunas décimas de μg/L y 50 mg/L. Valores de concentración de hierro entre 1 y 10 mg/l. suelen ser comunes, aunque aguas con pH entre 6 y 8 pueden presentar concentraciones de hasta 50 mg/l. cuando los bicarbonatos se encuentran por debajo de 61 mg/l. Lo más normal es que se encuentre en concentraciones inferiores a 0.1 mg/l. En el caso de las muestras de agua de mar 3 y 4, se encontró una concentración de 0.008 m/L y 0.009 mg/L.
El agua congénita, tiene una mayor concentración de salinidad, como se aprecia en la tabla 6-1, la muestra 1 tiene una salinidad similar a las reportadas de agua de mar, mientras que en la muestra dos se tiene una salinidad de 124 ppt, casi 4 veces superior.
Además, el pH es inferior en comparación con el agua de mar, 6.7 y 6.5 unidades (muestra 1 y muestra 2). Parámetro que se relaciona con la alcalinidad, que como se aprecia en la tabla 6-4 es superior a las otras muestras, sobretodo en la muestra 1, en donde la suma de la concentración de carbonatos y bicarbonatos suma el 20.21% de los iones presentes en la muestra.
Para la caracterización del agua congénita de acuerdo a la norma NOM-147-SEMANRNAT-2003 se debe realizar análisis de Hidrocarburos Totales del Petróleo, Sólidos Disueltos Totales, cuyos métodos de prueba están descritos en los anexos de la norma. Además, se debe de cumplir con los parámetros de la NOM-001-SEMARNAT-1993, para caracterizar los contaminantes básicos y metales pesados referenciados en la misma, cuando se descargue el agua congénita en cuerpos receptores. Y se deben de hacer monitoreos semestrales en ese caso.
En el caso de estudio las muestras de agua congénita cumplen con el rango de pH que requiere la norma, entre 5 y 10 unidades, cumpliendo con un valor de 6.7 y 6.5. Sin embargo, la salinidad, que se mide también en los métodos de SDT , mayor respecto a la muestra de agua de mar; esto se aprecia claramente en la muestra 2donde la salinidad es de 124 ppt. Todos los iones analizados, las cuales forman sales y están
asociadas con los SDT, superan varias veces las concentraciones del agua de mar.
Para confirmar este parámetro se requeriría de una determinación de este parámetro para poder descargar directamente el agua congénita al mar. En caso contrario, es necesario otro tipo de tratamiento o disposición a este residuo.
En la tabla 6.2, las muestra 7, muestra 8 y muestra 9 tienen dureza de 203, 318, y 173 mg/L de CaCO3 respectivamente. Estos valores son característicos de agua subterránea natural cuya dureza varía generalmente entre 10 y 300 mg de CaCO3/L pudiendo llegar a 2000 o más. (Porras, 1985).
En cambio, el agua de río, tiene una dureza de 739 mg de CaCO3/L, superior a lo encontrado en agua de pozo y contrario a la tendencia que marca que usualmente las aguas superficiales contienen menos dureza que las subterráneas. Se requeriría de conocer las características geológicas e indagar con más análisis para la caracterización de esta agua (Whitman College, s.f.).
Revisando la norma NOM-127-SSA1-1994, las características de las muestras de la tabla 6-2 se encuentran dentro de los límites para consumo humano conforme a esta norma. No superando los 10 mg/L de Nitrógeno las muestras 5, 6, 7 y 8.
El único parámetro que se sale de estos límites de la norma NOM-127-SSA1-1994 es la dureza de la muestra 8, la cual supera los 500 mg/L.
Conclusiones y Perspectivas
• Durante la estancia industrial se realizó la determinación de los siguientes parámetros, utilizando los métodos de prueba marcados por la normatividad mexicana (NMX) o en su caso normas internacionales.
• Se refuerzan conocimientos del proceso, así como los requerimientos para la acreditación bajo la norma NMX-EC-17025-IMNC-2006, al estar participando con el personal en la verificación de los métodos de prueba de los análisis del laboratorio y uso de los equipos de laboratorio.
• Se adquiere experiencia y una mayor visión para mejorar el criterio en la interpretación de los resultados.
• De la caracterización de agua de mar se relacionaron los parámetros analizados con las especies químicas que contenían las muestras. Se determinó que las características son típicas a lo reportado en la bibliografía.
• La muestra de agua congénita tuvo un pH más neutro y una salinidad más elevada; la concentración y distribución de iones desplazan el equilibrio de pH.
• Se realizó la comparación con la normatividad aplicable, encontrándose que el pH se encuentra dentro del rango establecido, sin embargo, es necesario determinar SDT con el método establecido por la norma, para comprobar que esta agua congénita no puede descargarse en cuerpos de agua sin un tratamiento previo.
• Se realizó la comparación de agua de pozo y agua de río contra la norma NOM-127-SSA1-1994, para asegurar su calidad para consumo humano, donde se determinó el agua de pozo cumple con los límites máximos permisibles de Dureza y Nitrógeno. A diferencia del agua de río, cuya dureza lo sobrepasa.