Aplicaciones de la Química Analítica al 2015 en México Asociación Mexicana de Química Analítica Ixtapa, Guerrero, Junio de 2015.

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María José Sáez Castilla
hace 5 años
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1 EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA DE LA RED MUNICIPAL DE ESTADO DE UNA LOCALIDAD MINERA ZACATECAS José Juan Cedillo-Portillo, Edith Madaí Colunga-Urbina, Judith Amador-Hernández, Miguel Velázquez-Manzanares, Iliana Margarita de la Garza-Rodríguez* Universidad Autónoma de Coahuila, Facultad de Ciencias Químicas, Laboratorio de Química Analítica Ambiental, Blvd. Venustiano Carranza y José Cárdenas Valdez S/N Col. República Oriente, Saltillo Coahuila, C.P Tel. (844) , ext juan_cedillo_portillo@uadec.edu.mx, iligarza4@yahoo.com.mx * INTRODUCCIÓN El agua es el líquido más abundante que conforma nuestro planeta ya que está constituido por un 70% de agua y tan solo 30% de tierra firme [1]. El 97.5% del agua se encuentra en mares y océanos y solo 2.5% es agua dulce, el 69.7% está congelada en los polos y en los glaciares y el 30.3% se encuentra en ríos, lagos y mantos acuíferos subterráneos [2]. El ser humano está constituido de 70% de agua, encontrándose principalmente en la sangre, huesos, tejidos, órganos, células, es necesaria para llevar a cabo varios procesos bioquímicos que se realizan en el cuerpo, como transporte de nutrientes, termorregulador, desarrollo estructural y la eliminación de desechos metabólicos, debido a su elevada constante dieléctrica, y gracias a la elevada cohesión entre sus moléculas es considerado el disolvente universal por excelencia [3]. Debido a que el agua es de suma importancia en el ser humano este debe de consumir al menos 2 L de agua al día [4]. El agua es uno de los recursos naturales más utilizado en las actividades del hombre como en la preparación de alimentos, aseo personal, cría de animales, industria, agrícola, etc. [5]. Lo que ha provocado la contaminación del agua, generando así, normas y reglas para el consumo de dicho recurso por las entidades Internacionales y/o Nacionales como la Organización Mundial de Salud (OMS), La Agencia de Protección Ambiental de los E.E. U.U. ( EPA), Normas Oficiales Mexicanas (NOM), etc. Las cuales nos proporcionan los límites permisibles de cationes y aniones presentes en el agua de consumo que no afecten a la salud de los hombres [6, 7, 8]. Los aniones y cationes presentes en el agua son: Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, HCO3 -, Cl -, SO4 2- [9]. Los principales contaminantes en el agua son los metales pesados, estos pueden entrar a los cuerpos de agua de forma natural o antropogénica, provocando efectos negativos en la salud del hombre y en el medioambiente [7]. Los metales pesados son aquellos elementos químicos que poseen una densidad que es cuatro veces mayor que la del agua [10] Lo que los hace tóxicos para el ser humano es la concentración a la que pueden estar expuestos. Los organismos vivos requieren de pequeñas cantidades de metales pesados, como hierro, cobalto, cobre, manganeso, molibdeno y zinc, pero en grandes cantidades pueden causar daños al organismo y su acumulación puede causar enfermedades, los metales que no se conoce aún su actividad en los procesos biológicos considerándose altamente tóxicos para los organismos son: mercurio, cadmio, plomo, cromo, arsénico y níquel ya que afectan el sistema nervioso central, riñones, hígado, piel, dientes, llegando a provocar cáncer [11]. 483

2 De los aniones con un efecto negativo en la salud del hombre tenemos a los cloruros (Cl - ), nitratos (NO3 - ) y sulfatos (SO4 2- ), provocando enfermedades como: trastornos gastrointestinales en niños y mujeres embarazadas, el síndrome del bebé azul, cáncer de vejiga [7,10]. Debido a esto, es de gran importancia conocer la calidad del agua de abastecimiento para el consume del hombre. Las técnicas analíticas más utilizadas para la cuantificación de metales es la Espectrofotometría de Absorción Atómica con Flama (EAAF) y para la cuantificación de aniones la Cromatografía Iónica (C.I.). La EAAF se basa en la medición de las especies atómicas por su absorción a una longitud de onda específica, la cual es directamente proporcional a la concentración de ese elemento, dicha medición se logra mediante la atomización de la muestra en la generación de átomos en estado basal y en la medición de la cantidad de energía absorbida [6]. La C.I. es una técnica analítica imprescindible para el análisis de aguas. Se basa en el uso de resinas de intercambio iónico, cuando una muestra iónica atraviesa estas columnas, los iones presentes se separan debido a las diferentes retenciones que sufren al interactuar con la fase estacionaria de las columnas. Una vez separada, la muestra pasa a través de un detector donde se registra la señal obtenida respecto al tiempo de retención y al analito. El resultado son los cromatogramas donde la posición de los máximos nos indica el ión presente y su área bajo la curva nos indican la cantidad de dicho ión [13]. En este trabajo se tuvo como objetivo evaluar la calidad del agua de la red municipal de una de las localidades del estado de Zacatecas, dedicada a la minería utilizando EAAF y C.I. para la cuantificación de aniones y cationes. METODOLOGÍA Pre-tratamiento de muestras La muestra fue recolectada de la red pública de la localidad del estado de Zacatecas, se mantuvo en refrigeración a 4 C y se traslado al laboratorio para su análisis. Para la cuantificación de metales se mantuvo a un ph de 2 utilizando HNO3 y para los aniones solo se mantuvo en refrigeración hasta su análisis. Determinación de metales por EAAF Previo a la lectura de aniones y cationes se realizaron las curvas de calibrado de utilizando cinco estándares los cuales se realizaron a partir de estándares certificados de 1000 mg/l de cada analito. Para la determinación de los aniones se utilizó un Cromatógrafo iónico modelo 761 SD Compact IC, con automuestreador 838 Avanced Sample Processor, marca Metrohm, se utilizó un eluente de Na2CO3/NaHCO3 (4mM/1.25 mm), 100 µl de muestra a un flujo de 0.7 ml/min. En la tabla 1 se presentan los parámetros instrumentales utilizados para la determinación de los metales pesados por EAAF 484

3 Metal Slit (nm) Tabla 1. Parámetros instrumentales de EAAF Longitud de onda λ (nm) Flujo de aire L/min Flujo de acetileno L/min Corriente lámpara (ma) Zn Ni Cu Pb RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la figura 1 se presenta un ejemplo de uno de los cromatograma obtenido por C.I. Figura 1. Cromatograma obtenido de un multiestandar de 2 mg/l En este cromatograma podemos visualizar los tiempos de retencion de cada uno de los aniones, para cloruros fue de 6.3 min, 7.4 min para NO2 -, 10.6 min para NO3 2- y para SO4 2- en 15.8 min. En la tabla 3, se muestran las concentraciones de los iones presentes en la muestra de agua y se presentan los limites permisibles que propone la NOM, EPA y OMS. 485

4 Tabla 3. Concentración de metales pesados en el agua Analitos mg/l NOM127 EPA OMS (mg/l) (mg/l) (mg/l) Cl N SO Pb Ni Cu Zn De estos resultados podemos decir que la concentración de Pb presente en el agua de la red municipal se encuentra mas de 20 veces por encima de lo valor permisible recomendados por la OMS, siendo uno de los metales que no tiene actividad biológica y provocan una intoxicación en el hombre llegando a ocasionar la cancer [7, 10 y 14], otro de los metales que se encuentra por arriba de los limites es el Cu, este es considerado como un elemento esencial pero a concentraciones mayores de las recomendadas pueden ocasionar efectos negativos en las salud y en cuanto a la presencia de NO3 - en el agua esto sugiere una contaminación del agua por materia orgánica, lo cual puede provocar una acumulación de microorganismos que provoquen enfermedades biológico-infeccionas. CONCLUSIÓN Con los resultados obtenidos podemos concluir que el agua de la red municipal de la localidad dedicada a la mineria en Zacatecas, presenta altas concentraciones de Pb, Cu y NO3 -, por lo que se recomienda dar aviso a las autoridades para que puedan prevenir enfermedades a la poblacion que esta expuesta al agua de la red Municipal REFERENCIAS [1] Federico Scuka, Cuánta agua tiene el planeta cu0902es.html (16 de febrero 2015). [2] Conagua, Agua en el mundo tenido/documentos/sina/capitulo_8.pdf (16 de febrero 2015). [3] Henufood, Agua (16 de febrero 2015). [4] Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria, EFSA establece valores dietéticos de referencia para el consumo de nutrientes (28 de febrero 2015). [5] Diferentes usos del agua [6] Norma oficial mexicana NMX-AA-051-SCFI-2001 [7] Agencia de Protección Ambiental E.E.U.U, EL Agua del grifo lo que usted debe de saber (28 de febrero 2015). 486

5 [8] Organización Mundial de la Salud, Guías para la calidad del agua potable (28 de febrero 2015). [9] Luz Edith Barba Ho, Conceptos básicos de la contaminación del agua y parámetros de medición conceptos.pdf (9 de marzo del 2015). [10] V.Buscio, M.D. Álvarez, M.C.Gutiérrez-Bouzán Determinación de metales pesados en tejidos mediante espectroscopia de absorción atómica con atomización electrotermica [11] Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, Minerales (9 de marzo del 2015). [12] C.A. Severiche, H.González. Evaluación analítica para la determinación de sulfatos en aguas por método turbidimétrico modificado [13] Cromatografía de Intercambio iónico Clases_Teoricas/Cromatografia_de_intercambio_ionico_2011.pdf (30 marzo del 2015). [14] Agencia de Protección Ambiental E.E.U.U, Lo que usted puede hacer para reducir el plomo en el agua potable plomo-en-el-agua.html (30 de marzo 2015). 487

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