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27/01/2021

Determinar contaminantes orgánicos en aguas residuales con Shimadzu TOC-L




 

Una comparación entre DQO y COT

 
La Unión Europea continúa basando sus normativas hacia la consecución de un entorno más respetuoso con el medio ambiente. Por ello, el reglamento relativo al registro, la evaluación, la autorización y la restricción de las sustancias y preparados químicos (REACH), en su anexo XIV establece la limitación del uso de productos químicos tóxicos como el Cromo VI (CrVI), catalogándolo como “sustancia de alta preocupación” y que actualmente se utiliza en varios procesos industriales como el electro chapado o en conservantes de madera.
 
Además, el Cromo VI es también utilizado como reactivo para el análisis de la DQO (Demanda Química de Oxígeno) o en ingles COD (Chemical Oxygen Demand) que se usa como parámetro de suma para cuantificar la contaminación de las aguas residuales con compuestos orgánicos.
 


Determinación de DQO (Demanda Química de Oxígeno)

 
El valor de DQO indica la cantidad de oxígeno que se necesita para oxidar químicamente los compuestos orgánicos presentes en las aguas residuales.
 
Para este propósito, se agrega un agente oxidante (iones de cromato) a la muestra. Los iones Cr (VI) son reducidos a Cr (III) y, por lo tanto, se oxidan todas las sustancias oxidables. Durante la determinación de la DQO, el consumo de iones Cr (VI) es medido y esto se convierte a la cantidad de O2 utilizada.
 
Además de los compuestos orgánicos, otros compuestos (nitritos, bromuros, yoduros, iones metálicos y compuestos de azufre) presentes en la muestra de agua también pueden oxidarse y por lo tanto influir en el valor de la medición.
 


Determinación de COT (Carbono Orgánico Total)

 
En comparación con la determinación de la DQO, la determinación de COT se caracteriza por qué no libera productos químicos, siendo esta última totalmente respetuosa con el medio ambiente.
 
El contenido de COT es una medida de la concentración de carbono unido orgánicamente y, por lo tanto, refleja directamente los niveles de contaminación por compuestos orgánicos en las aguas residuales.
 
Para la determinación de COT, la muestra generalmente se acidifica primero para convertir el carbono inorgánico y el carbonato de hidrógeno en dióxido de carbono.
 
Posteriormente, el CO2 se elimina de la muestra mediante un borboteo con una corriente de aire. Los restantes compuestos de carbono orgánico se convierten a CO2 con la ayuda de alta temperatura (catalizador) u oxidación química húmeda.
 
El CO2 obtenido se determina mediante la detección de NDIR, que es un modo de detección específico que hace que la determinación de COT esté libre de los efectos descritos anteriormente para otros parámetros. En base a este hecho, el parámetro COT se especifica en muchas regulaciones ambientales. Una ventaja adicional de este método es la conversión relativamente simple en un procedimiento de monitoreo en continuo.
 


Correlación entre DQO y COT

 
En los últimos años, el parámetro DQO ha sido reemplazado cada vez más por el parámetro COT. Sin embargo, como los valores límite para los niveles de contaminación orgánica en las aguas residuales generalmente se han descrito en términos de valores de DQO, se han realizado esfuerzos para encontrar una correlación entre los dos parámetros.
 
Esto solo puede ser una correlación empíricamente determinada, ya que el factor para los componentes individuales varía.
 
 
Ejemplo 1: Glucosa (C6H12O6)
1,000 mg/L
COD = 1,067 mg/L    --    TOC = 400 mg/L
Correlación COD/ TOC = 2.66
 
Ejemplo 2: Acetona (C3H6O)
1,000 mg/L
COD = 207 mg/L    --    TOC = 621 mg/L
Correlation COD/TOC = 3.55
 
Ejemplo 3: Etanol (C2H6O)
1,000 mg/L
COD = 2,087 mg/L    --    TOC = 522 mg/L
Correlation COD/TOC = 4.00
 

Los ejemplos muestran la diversidad de factores de correlación. Además de los compuestos orgánicos, otros compuestos como nitritos, bromuros, yoduros, iones metálicos o compuestos de azufre pueden oxidarse e influir en el factor. Debido a esto, el factor de correlación puede variar entre 2,5 y 4 dependiendo de las aguas residuales.
 
En la Unión Europea, se utiliza un factor aproximado de "3" para la conversión de TOC en COD. Además, el software de los equipos de Shimadzu TOC permite la conversión automática de los valores de TOC medidos en COD (si se conoce la correlación).
 


Conclusiones

 
En comparación con la determinación de DQO, la determinación de COT está libre de reactivos nocivos para el medio ambiente. La determinación de un factor de correlación entre DQO y COT depende de varios factores y, por lo tanto, puede variar.
 
Y por ello, tendría más sentido determinar directamente los valores límite de COT en lugar de establecer un factor que sea el mismo para todas las aguas residuales.


 
 

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