ppm

MEDICIONES AMBIENTALES
Mg. AMANCIO ROJAS FLORES
Mayo-2014
1
1.- UNIDADES DE CONCENTRACIÓN DE MASA
La concentración química es uno de los determinantes más importantes de
prácticamente todos los aspectos del destino químico: transporte y
tratamiento en los sistemas de la naturaleza y de la ingeniería.
Esto se debe a que la concentración es la fuerza que controla el
movimiento de los químicos dentro de u n medio ambiente y entre un
medio ambiente y otro, así como la tasa de muchas reacciones químicas.
Además, la concentración a menudo determina la severidad de efectos
adversos como toxicidad, bioconcentración y cambio climático.
La concentración de los químicos se expresa sistemáticamente en varias
unidades. La selección de las unidades en una situación dada depende del
químico utilizado, de su ubicación (aire, agua o suelo/sedimentos) y de
cómo se utilizará la medida.
2
Por lo tanto, es necesario familiarizarse con las unidades y con los
métodos de conversión. La concentración usualmente se representa
mediante una de las dos posibles categorías que se enumeran en la
tabla1. Los prefijos importantes que hay que conocer son pico (10-12, p),
nano (10-9, n ) , micro (10-6, ), mili (10-3, m) y kilo (10+3 k).
Tabla1.Unidades comunes de concentración
utilizadas en las mediciones ambientales
Representación
Ejemplo
Unidades típicas
masa química/masa total
mg/kg para suelos
mg/kg, ppmm
masa química/volumen total
mg/L para el agua o el aire
mg/L, g/m3
volumen químico/volumen total
para fracción de volumen en el aire
ppmv
mol químico/volumen total
para moles/L en agua
M
3
1.1 UNIDADES DE MASA/MASA
Las concentraciones de masa/masa se expresan por lo general como
partes por millón, partes por billón, partes por trillón, etcétera. Por ejemplo,
1 mg de un soluto que se encuentre en 1 kg de solvente es igual a 1 ppmm.
Las partes por millón por masa (representadas como ppm o ppmm) se
definen como el número de unidades de masa de un químico por millón de
unidades del total de la masa. Por lo tanto, el ejemplo anterior se puede
expresar de manera matemática;
ppm  g de i en 106 g total
...(1)
Esta definición es equivalente a la siguiente fórmula general, la cual se
utiliza para calcular concentraciones ppmm de medidas de masa química en
una muestra de masa total mtotal:
ppmm 
mi
x 106
mtotal
...( 2 )
El factor 106 de la ecuación 2 es en realidad un factor de conversión. Tiene
implícitas las unidades de ppmm / fracción de masa (fracción de masa = m/mtotal ),
como se muestra en la ecuación 3:
4
ppmm 
mi
ppmm
x 106
mtotal
fraccion de masa
...( 3)
Definiciones similares se usan en las unidades ppbm, pptm y en
porcentajes por masa. Esto es, 1 ppbm es igual a 1 parte por billón o 1g
de un químico por billón (109) g total, de tal manera que el número de
ppbm de una muestra es igual a mi/mt x 109. Y 1 pptm por lo general
significa 1 parte por trillón (1012).
Las concentraciones masa/masa también se pueden reportar con las
unidades mostradas detalladamente (por ejemplo, mg/kg o g/kg).
En suelos y sedimentos, 1 ppmm es igual a 1 mg del contaminante por kg
de sólido (mg/kg) y 1 ppbm es igual a 1g/kg. Análogamente, el porcentaje
por masa es igual al número de gramos de contaminante por 100 g
totales.
5
1.2 UNIDADES DE MASA/VOLUMEN: mg/L y g/m3
En el caso de la atmósfera es común el uso de unidades de concentración
de masa por volumen de aire como mg / m3 y g/m3.
En el agua son comunes
masa/volumen de mg/L y g/L.
las
unidades
de
concentración
de
En la mayoría de los sistemas acuosos, ppmm es equivalente a mg/L. Esto se
debe a que la densidad del agua pura es aproximadamente de 1000 g/L
(ejemplo 2). De hecho, la densidad del agua pura es de 1000 g/L a 5°C. A 20° C
la densidad ha disminuido ligeramente a 998.2 g/L. Esta igualdad es
estrictamente verdadera sólo para las soluciones diluidas, en las cuales no
todo el material disuelto contribuye de manera significativa a la masa del
agua, y la densidad total permanece aproximadamente a 1000 g/L.
La mayoría de las aguas residuales y de la naturaleza se pueden
considerar diluidas, con excepción, quizá, de las aguas marinas, saladas y
de algunos arroyos reciclados.
6
2. UNIDADES DE VOLUMEN/VOLUMEN Y DE MOL/MOL
Con frecuencia se usan unidades de fracción de volumen o de fracción de
mol para expresar la concentración de los gases. Las unidades de fracción
de volumen más comunes son las partes por millón por volumen (que se
representan como ppm o ppmv), que se definen como
ppmv 
Vi
x106
Vtotal
...( 4 )
en donde:
Vi / Vtotal es la fracción de volumen y 106 es u n factor de
conversión, con unidades de ppmv, por fracción de volumen.
La ventaja de las unidades de volumen/volumen es que las concentraciones
gaseosas que se reportan en estas unidades no cambian conforme el gas se
comprime o se expande. Las concentraciones atmosféricas que se expresan
como masa por volumen (por ejemplo, g/m3) disminuyen a medida que el
gas se expande, debido a que la masa del contaminante permanece
constante pero el volumen aumenta.
Con frecuencia, las unidades de masa/volumen (g/m3 y ppmv,) se usan
para expresar la concentración de los gases
7
2.1 USO DE LA LEY DE LOS GASES IDEALES PARA CONVERTIR ppmv a g/m3
La ley de los gases ideales se puede usar para convertir unidades de
concentración gaseosa masa/volumen a unidades volumen/volumen. La ley
de los gases ideales establece que la presión (P) multiplicada por el
volumen (V) es igual al número de moles (n) por la constante de gas (R) por
la temperatura absoluta (T) en grados Kelvin o Rankine. La conocida fórmula
escrita es
PV  nRT
...( 5)
Se puede expresar la constante universal de los gases ideales, R, de la
ecuación (5) mediante muchos conjuntos de unidades diferentes. A
continuación se enumeran algunos de los valores más comunes de R
0.08205
8.205 X 10-5
82.05
1.99 X 10-3
8.314
1.987
62358
62358
L-atm/mol-K
m3-atm/mol-K
cm3-atm/mol-K
kcal/mol-K
J/mol-K
cal/mol-K
cm3 Torr/mol-K
cm3-mmHg/mol-K
8
La ley de los gases ideales también establece que el volumen que ocupa un
número dado de moléculas de cualquier gas es el mismo, sin importar su
peso molecular ni su composición, a condición de que la presión y la
temperatura se mantengan constantes. La ley de los gases ideales se puede
adaptar para mostrar el volumen que ocupan n moles de gas;
RT
P
...( 6 )
a RT
V
M P
...( 7 )
V n
En condiciones normales (P = 1 a tm y T = 273.15 K), 1 mol de cualquier
gas puro ocupará un volumen de 22.4 L. Se puede llegar a este resultado
usando el valor correspondiente de R (0.08205 L-atm/mol-K) y la forma de
la ley de los gases ideales que se usa en la ecuación (6) . A otras
temperaturas y presiones, el volumen varía tal y como lo determina la
ecuación.
9
El volumen que ocupa un gas es proporcional al número de moles. Por lo
tanto, la ecuación 4 es equivalente a la ecuación 8:
moles i
ppmv 
x106
moles total
...(8)
Algunas veces la razón mol (moles í/moles total) se representa como
fracción de sustancia, X. la ecuación 9 muestran cómo se usa la ley de los
gases ideales para convertir concentraciones de g/m3 a ppmv.
g
m
3
 ppmv . M .
1 000
RT
...( 9 )
en donde:
M es el peso molecular de las especies químicas,
R es igual a 0.08205 L-atm/mol-K,
T es la temperatura en grados K y
1000 es u n factor de conversión (1000 L = m3 )
Observe que para 0°C, el valor de RT es 22.4 L-atm/mol, en tanto que a
20°C, RT tiene u n valor de 24.2 L atm/mol.
10
3. UNIDADES DE PRESIÓN PARCIAL
En la atmósfera se pueden determinar por separado las concentraciones
de elementos químicos en el gas y en fases de partículas.
Una sustancia se encontrará en su fase gas si la temperatura atmosférica
está por encima de su punto de ebullición (o sublimación) o si su
concentración se ubica por debajo de su presión saturada de vapor a una
temperatura específica.
Todos los constituyentes gaseosos de la atmósfera, más importantes o
menores, tienen puntos de ebullición muy por debajo de la temperatura
atmosférica. Típicamente, la concentración de estas especies se expresa
ya sea como fracciones de volumen (por ejemplo, porcentaje, ppmv, o
ppbv,) o como presiones parciales (unidades de atmósfera).
11
La tabla 2 resume las concentraciones de los constituyentes atmosféricos
más abundantes, incluyendo el dióxido de carbono y el metano.
Tabla 2 Composición de la atmosfera
Compuesto
Concentración
(% volumen o mol)
Concentración (ppmv )
Nitrógeno (N2)
78.1
781 000
Oxígeno (O2)
20.9
209 000
Argón (Ar)
0.93
9300
Dióxido de carbono (CO2)
0.038
379
Neón (Ne)
0.0018
18
Helio (He)
0.0005
5
Metano (CH4)
0.000018
Kriplón (Kr)
0.00011
1.1
Hidrógeno (H2)
0.00005
0.50
Óxido de nitrógeno (N2O)
0.000032
0.319
Ozono (O3)
0.000002
0.020
1.774
12
De entre los gases de efecto invernadero, el dióxido de carbono es la
aportación que el hombre hace en mayor medida.
El Panel Intergubemamental del Cambio Climático (IPCC; www.ipcc.ch)
reporta que la concentración mundial de dióxido de carbono en la
atmósfera se incrementó en 379 ppmv, en el año 2005 en relación con los
niveles previos a la Revolución Industrial, que ascendían a 280 ppmv.
Las concentraciones mundiales de metano que se registraron en ese año
alcanzaron los 1774 ppb. Este registro de concentración de metano excede
por mucho el rango natural de 320 a 790 ppbv, que se ha medido en
orificios en el hielo que datan de hace 650 000 de años.
Según el IPCC, es muy posible que este incremento en la concentración
de metano se deba a que se destinan los suelos a la agricultura, al
crecimiento de la población y al uso de energía proveniente de la
combustión de combustibles fósiles.
13
La presión total que ejerce una mezcla de gas se puede considerar como
la suma de las presiones parciales que ejerce cada componente de dicha
mezcla.
La presión parcial de cada componente es igual a la presión que se
ejercería si se retiraran repentinamente todos los otros componentes de
la mezcla.
Es común expresar la presión parcial como Pi donde i se refiere a un gas
en particular. Por ejemplo, la presión parcial del oxígeno en la atmósfera
Po2 es de 0.21 atm.
las fracciones de presión son idénticas a las fracciones de sustancia (y a
las fracciones de volumen). Por esta razón, la presión parcial se puede
calcular como el producto de la fracción de sustancia o la fracción de
volumen y la presión total. Por ejemplo:
Pi  fraccion de volumen, o fraccion de sus tan cia x Ptotal

  ppmv i 10 6 xPtotal

…(10)
14
Además, si se adapta la ecuación 10, se pueden calcular los valores de ppmv a
partir de presiones parciales de la siguiente manera:
ppmv 
Pi
x106
Ptotal
...(11)
Es posible entonces añadir la presión parcial a la lista de tipos de unidad que se usan
para calcular ppmv.
15
4. UNIDADES DE MOL/VOLUMEN
Las unidades mol por litro (molaridad, M) se usan para dar cuenta de las
concentraciones de los compuestos disueltos en el agua. Se define
molaridad como el número de moles dé un compuesto en un litro de
solución. Se dice que son molares las concentraciones que se expresan en
estas unidades.
No se debe confundir la molaridad, M , con la molalidad, m. La molaridad
se usa generalmente en los cálculos de equilibrio. La molalidad es el
número de moles de una solución que se añaden a exactamente 1L de
solvente. Por lo tanto, el volumen real de una solución molar es
ligeramente mayor que 1L.
Es más probable que se use la molalidad al referirse a las propiedades
del solvente, como los puntos de ebullición y congelación. Por lo tanto,
su uso es muy raro en situaciones relacionadas con el medio ambiente.
16
5. OTRO TIPO DE UNIDADES
Las concentraciones también se pueden expresar como normalidad, como
constituyente común o representadas por su efecto.
5.1 NORMALIDAD
Típicamente se usa la normalidad (equivalentes/L) para definir la química
del agua, especialmente en instancias en las que se involucran
reacciones ácido-base y reacciones de óxido-reducción. La normalidad
también se usa con frecuencia en el laboratorio durante las medidas
analíticas de los constituyentes del agua.
Es útil reportar la concentración en una base equivalente porque si dos
especies químicas reaccionan y ambas tienen la misma fuerza en una
base equivalente, 1 mL de volumen del reactivo número 1 reaccionará
con 1mL de volumen del reactivo número 2
17
En la química ácido-base, el número de equivalentes por mol de ácido es
igual al número de moles de H+ que el ácido puede donar potencialmente.
Por ejemplo, el HCl tiene 1 equivalente/mol, el H2SO4 tiene 2 equivalentes/mol y el
H3PO4 tiene 3 equivalentes/mol.
De la misma manera, el número de equivalentes por mol de una base es
igual al número de H+ que reaccionarán con 1 mol de la base.
Así, el NaOH tiene 1 equivalente/mol, la CaCO3 tiene 2 equivalentes/mol y
el PO43- tiene 3 equivalentes/mol.
En las reacciones de óxido-reducción, el número de equivalentes se
relaciona con el número de electrones que una especie dona o acepta.
Por ejemplo, el número de equivalentes del Na+ es 1 (donde e- es igual a un
electrón) porque Na Na+ + e- .
18
Igualmente, el número de equivalentes para el Ca2+ es 2 porque Ca Ca2+ +
2e- . Se define el peso equivalente (en gramos (g) por equivalente (eqv)) de
una especie como el peso molecular de la especie dividida entre el número
de equivalentes de la especie (g/mol dividida entre eqv/mol es igual a g/eqv).
Todas las soluciones acuosas se deben mantener con una carga neutral.
Otro modo de decirlo es que la suma de todos los cationes en una base
equivalente debe ser igual a la suma de todos los aniones en una base
equivalente.
Por lo tanto, las muestras de agua se pueden verificar para determinar si
hay algo incorrecto en los análisis o si falta algún constituyente.
19
5.2 Concentración como un constituyente común
La concentración se puede expresar como u n constituyente común y por
lo tanto, incluye las contribuciones de varios compuestos químicos. Los
gases de efecto invernadero, el nitrógeno y el fósforo son químicos cuyas
concentraciones típicamente se reportan como constituyentes comunes.
Por ejemplo, el fósforo puede estar presente en un lago o en los desagües bajo
formas inorgánicas llamadas ortofosfatos (H3PO4, H2PO4, HPO42-, PO43-, HPO42-complejos), polifosfatos (por ejemplo, H4P2O7 , y H3P3O102-), metafosfatos (por
ejemplo, HP3O92-) y/o fosfatos orgánicos.
Por ejemplo, el fósforo puede estar presente en un lago o en los desagües
bajo formas inorgánicas llamadas ortofosfatos (H3 PO4, H2PO4, HPO42-,
PO43-, HPO42-- complejos), polifosfatos (por ejemplo, H4P2O7 , y H3P3O102), metafosfatos (por ejemplo, HP3O92-) y/o fosfatos orgánicos.
Debido a que el fósforo se puede transformar químicamente en todas estas
formas, es lógico que a veces se reporte el total de la concentración de P
sin especificar cuál o cuáles de sus formas son las que están presentes.
Por lo tanto, se convierte a mg P/L la concentración de cada forma
individual de fósforo, usando el peso molecular de la especie individual , el
peso molecular de P (que es 32) y simple estequiometria.
20
Se pueden sumar tales concentraciones convertidas de cada especie
individual para determinar el total de concentración de fósforo. Se reporta
entonces la concentración en unidades mg/L de fósforo (escrito como mg
P/L, mg/L de P, o bien, mg/L P.
La alcalinidad y dureza del agua típicamente se reportan al determinar
todas las especies individuales que contribuyen ya sea a la alcalinidad o
a la dureza, y luego se convierte cada una de estas especies en
unidades mg de CaCO3 /L y finalmente se suma la contribución de cada
una. Por lo tanto, es típico expresar la dureza en mg/L de CaCO3.
La dureza del agua se debe a la presencia de cationes bivalentes. Ca2+
y Mg2+ son, por mucho, los cationes bivalentes más abundantes en las
aguas naturales, aunque también el Fe2+ el Mn2+ y el Sr2+ pueden
contribuir.
21
Para hallar el total de la dureza del agua, sume las contribuciones de todos
los cationes bivalentes tras haber convertido sus concentraciones a un
constituyente común.
Para convertir la concentración a cationes específicos (de mg/L) a dureza (a
mg / L de CaCO3) se utiliza la siguiente expresión, en la que M2+ representa
un catión bivalente:
M 2 en mg
50
mg
x

con CaCO2
2
L
peso eqv de M en g / eqv
L
...(13)
El número 50 en la ecuación 13 representa el peso equivalente del
carbonato de calcio (100 g de CaC03/2 equivalentes). Los pesos
equivalentes (en unidades g/eqv) de los otros cationes bivalentes son Mg ,
24/2; Ca, 40/2; Mn , 55/2; Fe, 56/2 y Sr, 88/2.
22
El Protocolo de Kyoto regula los seis gases de efecto invernadero más
importantes. Fue adoptado en Kyoto, Japón, en diciembre 11 de 1997, y
entró en vigor en febrero 16 de 2005. Establece objetivos para 37 países
industrializados y la Unión Europea, y los compromete a reducir sus
emisiones de gases de efecto invernadero. Cada gas tiene una capacidad
diferente para absorber el calor de la atmósfera (el forzante radiactivo),
por lo que sus efectos en el calentamiento global difieren.
El índice de potencial de calentamiento global (GWP) es un
multiplicador que se usa para comparar las emisiones de diferentes gases
de efecto invernadero con un constituyente común, en este caso el dióxido
de carbono. Se determina el GWP con base en un periodo establecido,
típicamente 100 años, de los cuales resulta el forzante radiactivo de cada
gas específico. El GWP permite a los políticos comparar las emisiones y la
reducción de gases específicos.
23
Los equivalentes de dióxido de carbono son una medida métrica que se usa
para comparar las emisiones masivas de gases de efecto invernadero con base
en un constituyente común, de acuerdo con el potencial de calentamiento global
específico de cada gas. Sus unidades tienen a la masa como base y
típicamente contienen millones de toneladas métricas de equivalentes de
dióxido de carbono. La tabla 3 muestra los índices del potencial de
calentamiento global de seis de los más importantes gases de efecto
invernadero.
Tabla 3
í n d i c e s del potencial de calentamiento global que se usan para convertir
las emisiones masivas de gases de efecto invernadero a equivalentes de
dióxido de carbono (Co2e) a 100 años
Tipo de emisión
Multiplicador de equivalentes de CO2
(CO2e)
Dióxido de carbono
Metano
Óxido nitroso
Hidrofluorocarbonos (HFC)
1
25
298
124-14800 (depende del HFC específico)
Pertluorocarbonos (PFC)
Hexafluoruro de azufre (SF6.)
7390-12200 (depende del PFC específico)
22800
24
Observe que las emisiones de masa equivalentes de dos gases de efecto
invernadero no tienen el mismo impacto en el calentamiento global.
Por ejemplo, en la tabla 3 se puede ver que la emisión de 1 tonelada de metano es
igual a la emisión de 25 toneladas de dióxido de carbono.
En ocasiones se reportan las emisiones de gases de efecto invernadero
como equivalentes de carbono. En este caso, la masa de los equivalentes
de dióxido de carbono se multiplica por 12/44 para obtener los equivalentes
de carbono. El multiplicador 12/44 es el peso molecular del carbono (C)
dividido entre el peso molecular del dióxido de carbono (CO2). La tabla 4
muestra las emisiones de algunos gases de efecto invernadero relevantes
en Estados Unidos en unidades de CO2, equivalentes (abreviados CO2e).
25
Tabla 4. Emisiones de gases de efecto invernadero en Estados Unidos,
Provenientes de fuentes relacionadas con el medio ambiente
Fuente (gas)
CO2 equiv.
(Tg)
Fuente (gas)
CO2 equiv.
(Tg)
Combustión de combustibles fósiles (CO2)
5656.6
Manejo de la tierra cultivable (N2O)
261.5
Producción de hierro y acero (CO2)
51.3
Uso de estiércol (N2O)
17.7
Manufactura de cemento (CO2)
45.6
Aguas negras (N2O)
16.0
Combustión de los desechos sólidos
municipales (CO2)
Manufactura y consumo de carbonato
de sodio (CO2)
Vertederos (CH4)
19.4
0.5
4.2
Combustión de los desechos
Municipales (N2O)
Combustión móvil (N2O)
140.9
Combustión estacionaria (N2O)
13.7
Uso de estiércol (CH4)
39.4
103.3
Tratamento de aguas residuales (CH4)
36.9
Cultivo de arroz (CH4)
7.6
Sustitución de las sustancias que
agotan el ozono (HFC, PFC, SF6)
Transmisión y distribución de la
electricidad (HFC , PFC, SF6)
Manufactura de semiconductores
(HFC, PFC, SF6)
42.8
13.8
4.7
Fuente: Datos de la EPA, 2006.
26
INVENTARIO DE EMISIONES DEL PERU
El inventario de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) detalla, por
fuente , la cantidad de gases GEI emitidos a la atmosfera durante un año.
27
28
29
5.3 Reportar concentraciones de partículas en aire y agua
La concentración de partículas en una muestra de aire se determina al
pasar a través de u n filtro cierto volumen conocido de aire (por ejemplo,
varios miles de m3). Se puede determinar el incremento del peso del filtro
derivado de la recolección de partículas. Al dividir este valor entre el
volumen de aire que atravesó el filtro se obtiene la concentración del total
de partículas suspendidas (TSP) en unidades g/m3 o g/m3.
En el caso de los sistemas acuíferos y de la determinación analítica de
metales, se distingue la fase sólida mediante la filtración con el uso de un
filtro de apertura de 0.45 m. Típicamente, este tamaño determina la
diferencia entre las fases disueltas y partícula. Para la calidad del agua, los
sólidos se dividen en fracciones disuelta y suspendida. Esto se realiza
mediante la combinación de procedimientos de filtración y de evaporación.
Cada uno de estos dos tipos de sólidos puede desglosarse aún más hasta
llegar a fracciones fijas y volátiles.
La figura 2 muestra las diferencias analíticas entre el total de sólidos, total
de sólidos suspendidos, total de sólidos disueltos y sólidos volátiles
suspendidos.
30
Figura 2. Diferencia analíticas entre el total de partículas sólidas (TS), total
de partículas sólidas suspendidas (TSS), partículas suspendidas
volátiles (VVS) y total de partículas disueltas (TDS).
31
El total de partículas (TS) se determina al colocar en una placa una
muestra de agua, que se haya mezclado bien, y cuyo volumen sea
conocido y luego evaporar el agua entre 103° C y 105° C. El incremento en
e l peso del disco se debe al total de partículas, para determinarlo, divida el
incremento en la ganancia del peso del disco entre el volumen de la
muestra. Las concentraciones típicamente se reportan en mg/L.
Para determinar el total de partículas disueltas (TDS) y el total de
partículas sólidas suspendidas (TSS), primero pase por un filtro de fibra
de vidrio de 2 una muestra que se haya mezclado bien y cuyo volumen
conozca. Las partículas suspendidas son las que quedaron atrapadas en el
filtro. Para conocer la concentración de TSS, seque el filtro a una
temperatura entre los 103°C y los 105°C, determine el incremento del peso
en el filtro, y luego divida esta ganancia entre el volumen de la muestra. Los
resultados se dan en mg/L.
Las partículas suspendidas que se han recopilado en el filtro pueden
dañar los ecosistemas acuáticos, ya que impiden que penetre la luz , o
bien, porque actúan como una fuente de nutrientes o como materia
orgánica que agota el oxígeno. Además, el agua que contiene muchas
partículas suspendidas puede ser inapropiada para el consumo humano o
para nadar.
32
Se determina el total de partículas disueltas TDS al filtrar una muestra,
luego se seca el filtró entre 103° C y 105° C y después se calcula cuánto
ganó en peso el disco. Esta ganancia en peso se divide entre el volumen de
la muestra, lo que da la concentración TDS expresada en mg/L. La
composición de las partículas disueltas tiende a ser menos orgánica y
consiste en cationes y aniones disueltos. Por ejemplo, las agua duras tienen
un alto contenido de partículas disueltas.
Tanto las TS, como las TDS y las TSS se pueden descomponer aún más
hasta llegar a una fracción fija volátil. Por ejemplo, la porción volátil del TSS
se denomina partículas suspendidas volátiles (VSS), y la porción fija se
llama partículas suspendidas fijas (FSS). La manera de determinar las
fracciones volátiles de una muestra consiste en llevarlas al horno a 500° C
(±50° C). La pérdida de peso que se deriva de la alta temperatura de
ignición brinda la fracción volátil, y la fracción fija es lo que queda en la
muestra tras la ignición.
En el tratamiento de aguas negras se usan las partículas suspendidas o las
fracciones volátiles de las partículas suspendidas para medir el número de
microorganismos en el proceso de tratamiento biológico. La figura 3
muestra cómo relacionar la determinación de las partículas varias.
33
Figura3. Relación entre las diversas medidas de
partículas en muestra acuosas
Por ejemplo, si se miden el total de partículas
sólidas suspendidas TSS y las partículas volátiles
suspendidas VSS, la diferencia entre ellas
determina las partículas suspendidas fijas FSS.
34
5.4 Representación por efecto
En algunos casos no se usa en absoluto la concentración real de una
sustancia específica, especialmente en presencia de químicos que no están
bien definidos en una mezcla (por ejemplo, en las aguas negras sin tratar).
En lugar de eso, se usa la representación por efecto. Mediante este
enfoque, la fuerza de la solución o mezcla se define como algún factor
común del que dependan todos los químicos de la mezcla.
Ejemplo de ello es el agotamiento de oxígeno de la descomposición biológica y
química de una muestra química.
En el caso de ciertos desechos que contienen material orgánico, es más
conveniente reportar el efecto en unidades del miligramo de oxígeno que
se pueden consumir por litro de agua, en lugar de identificar los cientos de
compuestos individuales; que pueden estar presentes.
Esta unidad se refiere ya sea a la demanda bioquímica de oxígeno
(DBO) o a la demanda química de oxígeno (DQO).
35