ISÓTOPOS DE NITRÓGENO Y COMPUESTOS DERIVADOS



Documentos relacionados
El azufre tiene cuatro isótopos estables que se encuentran en la naturaleza en las siguientes abundancias relativas: 32 S = 95,02%


En la naturaleza se conocen 3 isótopos del Hidrógeno, dos estables y uno radioactivo:

Relevancia para la toma de decisión

su potencial redox en el equilibrio se relaciona con las actividades de las especies que intervienen en la reacción, según la ecuación de Nernst:

H + =10-7 y ph=7. H + <10-7 y ph>7.

Calidad físico química de las aguas subterráneas

DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO. Calidad del Agua Ninoschtka Freire Morán

R.D. 1073/ µg/m /69/CE 5 µg/m

Los lodos y grasas de depuración aparecen incluidos en el Catálogo Europeo de Residuos (CER), publicado en la Directiva 94/3/CE, relativa a residuos.

La problemática de los nitratos y las aguas subterráneas

UNIDAD 6: La parte líquida de la Tierra.

HIDROSTANK. Catalogo 76.1

Determinación de presencia de Nitrógeno en las aguas subterráneas, provenientes de diferentes fuentes, en cuencas pilotos seleccionadas.

DESINFECCION DEL AGUA CON CLORO Y CLORAMINAS

CONTROL DE PROCESO EN BIODIGESTORES

LECTURA Nutrientes para las plantas 1

Romero-Hernández, Carlos; Martínez-Gallegos, Sonia; García-Rosales, Genoveva

Liceo Chachagua. Cómo se ve afectado el porcentaje de Oxígeno Disuelto en el agua, al comparar dos sectores del Río Chachagüita separados por la Zona

Lee los siguientes textos y contesta a las preguntas que aparecen a continuación.

COMPOSICIÓN CUALITATIVA DE LAS AGUAS RESIDUALES

Capítulo 6. Valoración respiratoria

Los microorganismos transforman los nutrientes en formas accesibles para las plantas.

CUANTIFICACIÓN DE ESPECIES NITROGENADAS Y FACTORES QUE AFECTAN SU FORMACIÓN EN AGUA DE USO ACUÍCOLA

Universidad de la República Tecnología y Servicios Industriales 1 Instituto de Química. Combustión

Tabla I: Diluciones recomendadas para diferentes valores esperados de DBO

ESTUDIO FÍSICO-QUÍMICO DE LAS AGUAS

Manual de Cloración del Agua y Desinfección del Sistema de Agua Potable

Folleto Informativo Oxígeno Disuelto (OD)

COMPOSTAJE Y RECUPERACION DE MATERIALES A PARTIR DE RESIDUOS SOLIDOS URBANOS. Ventajas y desventajas

VENTILACION DE MINAS. Empresa Minera MACDESA

La contaminación de los ecosistemas

Ecología. Capítulo 2: ECOSISTEMA

Modelos predictivos cuantitativos

PRINCIPALES AGENTES CONTAMINANTES

Abonado eficiente y rentable en fertirrigación. Solub

Los gases combustibles pueden servir para accionar motores diesel, para producir electricidad, o para mover vehículos.

Doctor Ingeniero Agrónomo José Manuel Fontanilla Puerto Haifa Iberia c/ Gonzalo de Córdoba 2, 2ª planta Madrid Tel.:

GUÍA Nº 1: Ciclos de la Naturaleza NOMBRE: CURSO:

TECNOLOGÍAS DE ADSORCIÓN CON CARBON ACTIVADO. Tecnología No Convencional de tipo Físico-químico

atmosférico es mayor; más aún, si las posibilidades de reciclado natural de mismo se reducen al disminuir los bosques y la vegetación en general.

Obras. Tubería Alcantarillado Reparación tubería alcantarillado Zurriola. Avda.República Argentina

PROCESO DE FABRICACIÓN DE BIODIESEL

Si el agua que llega a la superficie terrestre entra en contacto con minerales de caliza (carbonato de calcio) ocurre la disolución del mineral.

La electrólisis CONTENIDOS. Electrolitos. Iones. Carga eléctrica negativa.

Determinación del origen de las aguas subterráneas en algunas áreas de explotación de las provincias de Chubut y Santa Cruz

Preparación de medios de cultivo

Dar a conocer la capacidad de disolución del agua frente a otras sustancias.

El suelo contaminado fue lavado con el surfactante no iónico nonil fenol poe 10,

Destilación. Producto 1 más volátil que Producto 2 (P 0 1 > P0 2 ) Figura 1

Empresa de Transmisión Eléctrica S. A. Gerencia de Hidrometeorología Cambio Climático

Contaminación atmosférica

DECRETO N MINAE EL PRESIDENTE DE LA REPÚBLICA Y EL MINISTRO DE AMBIENTE DE ENERGÍA,

turbidez en los medios de cultivo. La duración de la prueba de esterilidad es de 14 días. Las pruebas de toxicidad (específica y general), llamadas

ALI: 004 Fecha: 08 Julio 2011 AREA DE NEGOCIO ALIMENTO DEL CAMPO A LA MESA

Proceso de Fundición: Del mineral al cobre puro

HOJA DE SEGURIDAD PQP BANALUM ALUMBRE

CONTAMINACIÓN ACUÁTICA. USOS DEL AGUA: - DOMÉSTICO: Turbidez, sólidos disueltos, coliformes y compuestos tóxicos (metales y pesticidas)

PRACTICA N 8 Cuantificación de nitrógeno total y determinación del contenido de proteína cruda Introducción:

CALCULO DE LA APLICACIÓN DE NITRÓGENO (N) AL CULTIVO DEL MAIZ

HUMEDALES DE TRATAMIENTO DE DRENAJE DE MINA i. Todd Schrauf y Mark Smith

IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS COMO BASE DE LAS CADENAS ALIMENTARIAS.

GAS NATURAL. 1 Qué es? 2 Cómo se formó?

FASES GASEOSA. Es una fase muy importante para la respiración de los organismos y es responsable de las reacciones de oxidación.

DEFINICIONES FUNDAMENTALES

Evaluación económica de la u/lización de oxígeno en la lixiviación de mineral de oro y plata del proyecto San Julián del Grupo Fresnillo plc.

Pesca Deportiva en B.C.S.

A continuación se presenta los resultados obtenidos en las pruebas realizadas en

DISOLUCIONES Y ESTEQUIOMETRÍA

Evaporación / Precipitación. Océanos

Ha pensado en el reciclado de sus equipos de Media Tensión?

Es un sulfato de cobre pentahidratado en polvo o cristales seco, es producido especialmente y bajo un proceso controlado por VPSA.

PRINCIPIOS RECTORES PARA LA PRESERVACION, CONSERVACION, Artículo 18.- El ordenamiento territorial y la regulación de los usos de la tierra

La fuente utilizada ha sido la Encuesta sobre el suministro y tratamiento del agua.

Los intercambios de materia y energía en los ecosistemas 4º ESO

Simulación de un Modelo de Balance de Nitrógeno en el Sistema Suelo - Caña de Azúcar

MEDICIÓN Y ANÁLISIS DE CONTAMINANTES DEL AIRE

Autoevaluación. imprimible.

Tema 14. Los Residuos.

Desinfección con cloro

MINERALIZACIÓN. Conductividad eléctrica (µs/cm) Mineralización Débil Media 700 a 1000 Importante

FERTIRRIGACIÓN EN HORTICULTURA INTENSIVA. Juan José Magán Cañadas

13.- CONTAMINACIÓN DE SUELOS.

Tratamiento Biológico de Aguas Residuales: Uso de Bacterias Benéficas

Estequiometría PAU- Ejercicios resueltos

2.1. CONCEPTOS BÁSICOS.

FERTILIZANTES QUÍMICOS


MOTOR GAS. Karem Peña Lina Villegas Ana María Martínez Stefanny Caicedo 10B

Presentación organizada por José Antonio Pascual Trillo

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS

REACCIONES DE IONES METÁLICOS

ESTADÍSTICAS A PROPÓSITO DE DÍA MUNDIAL DEL MEDIO AMBIENTE (05 DE JUNIO)

-Determinación del cloro libre y combinado cuando no hay presencia de dióxido de cloro ni clorito.

ANEJO 5: INSTALACIÓN DE VAPOR

CAPÍTULO 20 ESPECTROMETRÍA DE MASAS. Rosamil Rey, Ph.D. CHEM 4160

Tratamiento de aguas contaminadas con sustancias prioritarias y emergentes mediante tecnología innovadora basada en nanofibras

Ganado porcino - Las claves para ahorrar agua

Yo como, tú comes, él come Todos comemos?... y qué comemos?

Código de las buenas prácticas agrarias de Canarias

Transcripción:

ISÓTOPOS DE NITRÓGENO Y COMPUESTOS DERIVADOS Soler, A.; Otero, N; Rosell, M.; Carrey, R.; Domènech, C. Grup de Mineralogia Aplicada i Geoquímica de Fluids Dep. Cristal lografia, Mineralogia i Dipòsits Minerals, Facultat de Geologia, Universitat de Barcelona El nitrógeno es un elemento activo biológicamente que participa en multitud de reacciones vitales para la vida, y que afectan a la calidad de las aguas. Si bien la destrucción de la materia orgánica libera N que es oxidado a nitratos, la problemática de contaminación por nitratos está relacionada principalmente con las pérdidas de redes de saneamiento, lixiviados de vertederos urbanos, con el uso de fertilizantes sintéticos y con residuos ganaderos. El nitrógeno presenta dos isótopos estables: 14 N y 15 N. El estado de valencia del nitrógeno varia de +5 (NO 3 - ) a -3 (NH 4 + ), dando como resultado una amplia variación natural de composiciones isotópicas. El contenido en 15 N de una sustancia se expresa como su desviación isotópica, δ 15 N, respecto al estándar del aire atmosférico (AIR). El reservorio de nitrógeno atmosférico, corresponde al estándar de referencia, por tanto su valor será de 0, (Fig. 4.1). Al fabricarse los fertilizantes agrícolas a partir del nitrógeno atmosférico, y presentar este proceso un fraccionamiento muy bajo, el valor isotópico del nitrógeno de éstos se encuentra comprendido alrededor del valor del N del aire (entre +5 a - 5 ). De manera similar, el valor del oxígeno del nitrato de los fertilizantes suele estar comprendido alrededor del 20, valor correspondiente al oxígeno del aire. En el caso del fertilizante natural Nitrato de Chile, al corresponder a nitratos formados a partir de oxígeno atmosférico presenta valores más enriquecidos (δ 18 O NO3 ~ 50 ). El nitrógeno procedente de efluentes ganaderos o de fosas sépticas o redes de alcantarillado, al proceder de amonio el cual ha sufrido procesos de volatilización importantes, tiene valores de δ 15 N isotópicamente más pesados, con valores comprendidos entre 10 y 20 y la d 18 O del nitrato, suele presentar valores inferiores (0 a 7 ) al de los fertilizantes, ya que generalmente procede de la nitrificación de los compuestos amoniacales nitrificados a partir del oxígeno del agua y atmosférico en la zona no saturada. (Fig. 4.2).

Figura 4.1. Variaciones en la δ 15 N de los compuestos de nitrógeno en diferentes materiales naturales y compuestos antrópicos. Las cajas corresponden a las composiciones predominantes, los puntos a datos aislados. Según Vitòria et al., (2004). Figura 4.2. Composiciones isotópicas de diversos compuestos de nitrato, y del N 2 y O 2 atmosféricos. Según Vitòria et al., (2004).

Cuando los purines o los fertilizantes sintéticos amoniacales son aplicados a los campos, tienen lugar dos reacciones que hacen variar la composición isotópica del amonio residual hacia valores más altos: la hidrólisis de la urea y la volatilización del amonio (reacción 1) (Heaton, 1986). En la zona no saturada, el amonio residual es nitrificado a nitrato por completo (reacción 2), por lo que generalmente no se observa ninguna variación en la δ 15 N. NH 3 CO(NH 2 ) 2 + H 2 O CO 2 +2NH 3 NH 4 + 2NH 4 + + 3O 2 2NO 2 - + H 2 O + 4H + 2NO 2 - + O 2 2NO 3 - [reacción 1] [reacción 2] Posteriormente, bajo condiciones reductoras, que si existen suele ser en la zona saturada, pueden producirse las reacciones de desnitrificación que producen una disminución de la concentración en nitratos a la vez que aumentan sus composiciones isotópicas δ 15 N y δ 18 O en una relación de 2:1 (Amberger and Schmidt, 1987; Böttcher et al. 1990, entre otros). En la Figura 4.3 puede observarse las trayectorias típicas de enriquecimiento isotópico asociadas a la existencia de procesos de desnitrificación. En la Figura 4.4. se muestra la representación de un caso real desnitrificación natural en un acuífero de Catalunya. Los procesos de desnitrificación pueden estar relacionados con la oxidación de materia orgánica (reacción 3) o de piritas (reacción 4). Figura 4.3. Trayectorias de evolución del nitrato residual durante un proceso de desnitrificación en función de la fuente de contaminación. Al ser la reacción de desnitrificación más rápida para el 14 N y 16 O, el nitrato residual se enriquece en 15 N y 18 O según un proceso de destilación tipo Raleigh.

4NO 3 - + 5C + 2H 2 O 2N 2 + 4HCO 3 - + CO 2 [reación 3] 14NO 3 - + 5FeS 2 + 4H + 7N 2 + 10SO 4 2- + 5Fe 2+ + 2H 2 O [reacción 4] Generalmente, no se observa una relación clara entre la concentración de nitratos y su composición isotópica δ 15 N NO3, ya que para ello es necesario realizar estudios a través de una línea de flujo. En el caso de existir procesos de desnitrificación, las muestras desnitrificadas presentarán los nitratos con valores isotópicos más altos, ya que esta reacción describe un proceso de destilación Raleigh (reacción 5) donde ε es el factor de enriquecimiento isotópico. Este factor depende de las bacterias involucradas y de los materiales y características del acuífero. Pauwels et al. (2000) y Aravena and Robertson (1998), determinan factores de enriquecimiento isotópico extremos para la desnitrificación de -4 y -22, respectivamente. δ 15 N residual = δ 15 N inicial + ε ln ( [NO 3 - ] residual / ([NO 3 - ] inicial ) [reacción 5] Figura 4.4. Caso real de acuífero afectado por procesos de atenuación natural por desnitrificación. Datos de Otero et al. (2009)

Conocer las reacciones que controlan el proceso de desnitrificación permitirá predecir el comportamiento futuro de la contaminación. Tal y como se muestra en la Figura 4.5. pueden ser puestas de manifiesto a partir de la composición isotópica de los solutos involucrados en las reacciones (δ 15 N NO3, δ 18 O NO3, δ 13 C HCO3, δ 18 O H2O, δ 34 S SO4 y δ 18 O SO4 ). Figura 4.5. La composición isotópica del sulfato disuelto en el agua del acuífero contaminado por nitratos de Osona (Catalunya), muestra composiciones coherente con una mezcla de sulfato procedente de los propios purines y sulfato formado por oxidación de piritas durante la desnitrificación. Datos de Otero et al. (2009) En el caso de la desnitrificación por oxidación de la materia orgánica las muestras deberían presentar una δ 13 C del Carbono Inorgánico Disuelto (CID) controlada por el CO 2 formado por oxidación de la materia orgánica. En el caso de procesos de desnitrificación asociados a la oxidación de sulfuros la δ 34 S y la δ 18 O del sulfato disuelto deberían corresponder al azufre de los sulfuros, y a un oxígeno equilibrado con el oxígeno del agua (Vitòria et al., 2003, 2005; 2008). Los procesos de atenuación natural de aguas contaminadas por nitratos suelen estar controlados por la dispersión, dilución, degradación y sorción de los contaminantes. De éstos, únicamente la degradación conlleva la destrucción de la masa de contaminante, motivo por el cual es uno de los procesos más importantes. Todos los procesos producen una disminución de la concentración del contaminante, y por tanto es difícil diferenciar si la atenuación es debida a la destrucción de éste por procesos de degradación o, por el contrario, es debida a la dispersión, dilución o sorción del contaminante. Solo la isotopía del 15 N y 18 O del nitrato disuelto en las aguas subterráneas permite poner de manifiesto la existencia de procesos

degradativos (desnitrificación) y la cuantificación de la masa destruida de contaminante (Vitòria et al., 2003, 2008). En el caso del 15 N, este isótopo junto con el 18 O en las especies oxidadas de nitrógeno, es útil para discriminar entre fuentes de contaminación agrarias, ganaderas y de redes de saneamiento urbano. Así mismo, el uso de isótopos de nitrógeno, es cada vez más utilizado para monitorizar emplazamientos mediante Atenuación Natural Monitorizada, o para cuantificar procesos inducidos de atenuación de la contaminación, como bioestimulación, barreras reactivas permeables BRP-, estratos reactivos permeables ERP en recarga artificial, etc (http://www.ub.edu/minegeo/images/il3/tema2_link4a_nitrato_utilidad.pdf). Mas información en Clark y Fritz (1997); Otero et al. (2009) y http://wwwrcamnl.wr.usgs.gov/isoig/isopubs/itchch16.html Ver citas bibliográficas en: http://www.ub.edu/minegeo/images/il3/bibliografia_tema_2.pdf