Biología · 2022
MÉTODOS DE DETERMINACIÓN QUÍMICA PARA FOSFATOS EN AGUAS RESIDUALES Y ALTERNATIVAS PARA UNA REMEDIACIÓN EFECTIVA.
El fósforo como componente vital, es conocido naturalmente como pieza fundamental en la formación de los ácidos nucleicos, moléculas de alta energía y coenzimas, también se puede encontrar en forma mineral principalmente como fosfatos. Estos pueden ser aprovechados para diferentes actividades económicas, entre los que se encuentra la elaboración de detergentes, sirviendo como tensoactivos y coadyuvantes. En general el uso de estos productos genera vertimientos mayoritariamente domésticos a las aguas residuales, que son causantes de la contaminación de los afluentes, especialmente causantes de procesos de eutrofización. Debido a que el tratamiento de estas aguas en zonas rurales o de bajo servicio sanitario, es bajo o limitado por infraestructura o planeación, estas aguas contaminadas pueden ser utilizadas por la población; estos fosfatos pueden llegar a los humanos generando afecciones a nivel óseo, cardiaco y periodontal, por lo que se hace indispensable encontrar métodos eficientes para su cuantificación y remediación. La espectrofotometría como el método por molibdato de amonio con variante de ácido ascórbico, entre otros, conforman métodos para su identificación y cuantificación, sin embargo, hay métodos analíticos que permiten determinar niveles trazas de fosfatos en diferentes matrices como la Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-MS). La problemática de contaminación generada por fosfatos se puede mitigar con métodos alternativos como la remediación biológica por medio de humedales artificiales con plantas y microalgas, además de compuestos minerales como las zeolitas a partir de residuos agroindustriales como la cascarilla de arroz, útiles en la captación de fosfatos en las aguas residuales domésticas contaminadas con fosfatos, que son de potencial consumo humano.
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 13
- 1. DISEÑO METODOLÓGICOp. 15
- 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAp. 16
- 3. JUSTIFICACIÓNp. 18
- 4. OBJETIVOSp. 19
- 4.1. GENERALp. 19
- 4.2. ESPECÍFICOSp. 19
- 5. CAPÍTULO I: EL FÓSFOROp. 20
- 5.1 CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES FISICOQUÍMICASp. 20
- 5.2. EL FÓSFORO EN LA NATURALEZAp. 21
- 5.3. LOS FOSFATOS EN LA INDUSTRIAp. 26
- 5.3.1. Los detergentesp. 26
- 5.4. FOSFATOS COMO FUENTE DE INTOXICACIÓN HUMANA Y AMBIENTALp. 30
- 5.4.1. Mecanismos de intoxicación humana y ambientalp. 31
- 6.1. ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO Y LONGITUD DE ONDAp. 36
- 6.2. ¿QUÉ ES LA ESPECTROFOTOMETRÍA?p. 38
- 6.2.1. Transmitancia y absorbanciap. 39
- 6.2.2. Ley de Lambert-Beerp. 41
- 6.2.2.1. ¿Cómo funciona un espectrofotómetro?p. 42
- 6.2.2.2. Curvas de calibración:p. 49
- ESPECTROFOTOMETRÍA UV-VISp. 50
- 6.3.1. Preservación de la muestra de fosfatosp. 51
- 6.3.2. Preparación del materiap. 51
- García (2015)p. 53
- 6.3.4. Método azul de molibdeno, ácido ascórbico, tartrato de antimonio y potasiop. 55
- Persulfato:p. 57
- 6.3.6. Método espectrofotométrico del ácido vanadomolibdofosfóricop. 59
- INDUCTIVAMENTE (ICP-MS)p. 61
- 7.1. EFECTO FOTOELÉCTRICOp. 62
- 7.2. ESPECTROMETRÍA DE MASAS ACOPLADO A PLASMA (ICP-MS)p. 63
- 7.2.1. Interferencias del métodop. 65
- 7.2.2. Espectrometría de Masas de Plasma (ICP-MS) para la detección de fósforop. 67
- residualesp. 70
- LA REMEDIACIÓN DE FOSFATOSp. 74
- 8.1. ¿QUÉ SON LOS HUMEDALES ARTIFICIALES?p. 75
- 8.1.1. Humedales con macrófitas flotantesp. 79
- 8.1.2. Humedales artificiales de flujo superficial (HAFS)p. 80
- 8.1.3. Humedales artificiales de flujo subsuperficial (HAFSs)p. 81
- 8.1.4. Organismos más usadosp. 82
- 8.1.5. Humedales artificiales para la remoción de fosfatosp. 87
- 8.1.6. Microalgas y su potencial en biorremediaciónp. 88
- 8.1.7. Ventajas y desventajas de la implementación de humedales artificialesp. 90
- FOSFATOS EN AGUAS RESIDUALESp. 19
- MITIGACIÓN DE CONTAMINANTES AMBIENTALESp. 93
- 9.1.1 Zeolitas a partir de cascarilla de arrozp. 94
- 9.1.2. Cascarilla de arroz para el tratamiento de aguas contaminadas con fosfatosp. 96
- FOSFATOSp. 97
- 9.2.1. Caudal de Diseño:p. 98
- 9.2.2. Dimensiones del sistemap. 103
- 9.2.3. Elección de organismosp. 105
- 9.2.4. Diagramasp. 105
- 10. CONCLUSIONESp. 109
- REFERENCIASp. 111
- oxígeno sobre el fósforop. 23
- Figura 3. De izquierda a derecha, A. Metafosfato. B. Pirofosfato. C. Polifosfatop. 23
- Figura 4. Mapa de yacimientos de roca fosfórica en Colombiap. 25
- Figura 5. Tipos de tensoactivosp. 27
- Figura 6. Reactor para la producción de tripolifosfato de sodiop. 29
- hiperfosfatémicosp. 34
- Figura 8. Gráfico composición de una ondap. 36
- Figura 9. Espectro electromagnéticop. 37
- Figura 10. Esquema espectrofotómetrop. 40
- Figura 12. Esquema monocromadorp. 44
- Figura 13. Celdas espectrofotómetrop. 45
- Figura 14. Esquema célula fotovoltaicap. 46
- Figura 15. Metodología para la preparación de curva de calibración de fosfatosp. 53
- molibdato de amoniop. 54
- Figura 17. Curva Ringbom para valorar la sensibilidad del métodop. 55
- Figura 18. Espectro de absorción y emisión del fósforop. 61
- Figura 19. Representación esquemática del efecto fotoeléctricop. 63
- Figura 20. Sistema de funcionamiento de un ICP-MSp. 64
- Figura 21. Esquema de detección SEC-ICP-MSp. 72
- Figura 22. Sistema mediante macrófitas flotantesp. 79
- Figura 23. Esquema humedal de flujo superficialp. 80
- Figura 24. Humedal de flujo subsuperficial horizontalp. 81
- Figura 25. Humedal de flujo subsuperficial verticalp. 82
- Figura 26. Vista microscópica de Chlorella spp. 89
- Figura 27. Proceso de biosorciónp. 93
- Figura 28. Extracción dióxido de silicio de cascarilla de arrozp. 95
- Figura 29. Vista superior cámara de rejasp. 105
- Figura 30. Vista lateral cámara de rejasp. 106
- Figura 31. Conexión cámara de rejas-humedadp. 106
- Figura 32. Humedal artificial vista lateral completap. 106
- Figura 33. Humedal artificial, vista lateral sección inicialp. 107
- Figura 34. Humedal artificial, vista lateral sección finalp. 107
- Figura 35. Lechos de filtrado con zeolita a partir de cascarilla de arrozp. 108
- Figura 36. Humedal artificial, vista superiorp. 108
- Tabla 1. Componentes de los detergentesp. 27
- Tabla 2. Tipos de radiación UVp. 38
- Tabla 3. Series de dicromato de potasiop. 48
- Tabla 4. Métodos de lavado de material usado para fosfatosp. 52
- Tabla 6. Interferencias espectrales para la ICP-MSp. 66
- Tabla 7. Aplicabilidad de diferentes especies utilizadas en la fitorremediaciónp. 86
- Tabla 9. Nivel de complejidad del sistema según el número de habitantesp. 100
- Tabla 10. Contribución de aguas residuales industrialesp. 100