Subscribe Us

CIENCIA. Nueva técnica mide de forma fiable si los ríos o los lagos se han quedado sin oxígeno

 


Un estudio internacional muestra que el agua dulce contaminada por materia fecal se puede determinar de manera más rápida y confiable utilizando una nueva técnica.

Cuando las aguas residuales de los pueblos y ciudades desembocan en ríos y lagos, grandes cantidades de grasas, proteínas, azúcares y otras sustancias orgánicas que contienen carbono terminan en la naturaleza junto con la materia fecal. Estas sustancias orgánicas son degradadas por bacterias que consumen oxígeno. Cuanto mayor sea el volumen de aguas residuales, mejor prosperarán las bacterias. Esto, sin embargo, significa que el contenido de oxígeno del agua continúa disminuyendo hasta que finalmente los peces, mejillones o gusanos literalmente se quedan sin aire. Esto ha creado zonas de muerte por bajo nivel de oxígeno en muchos ríos y lagos de todo el mundo.

Ningún estándar de oro para las mediciones hasta ahora

Para medir qué tan contaminadas están las aguas con materia orgánica de las heces, los organismos gubernamentales y los investigadores ambientales toman muestras de agua con regularidad. Un método de medición ampliamente utilizado utiliza una reacción química para determinar el contenido de sustancias orgánicas. Como muestra ahora un equipo internacional de científicos, este método establecido proporciona valores de los que difícilmente se puede derivar el grado real de contaminación del agua. 

Utilizando el método de medición convencional, las muestras de agua se mezclan con los productos químicos permanganato o dicromato. Estos son especialmente reactivos y degradan todas las sustancias orgánicas en poco tiempo. La cantidad de permanganatos o dicromatos consumidos se puede utilizar para determinar cuánta sustancia orgánica estaba contenida en la muestra de agua.

Los expertos se refieren a esta medida como "demanda química de oxígeno", DQO. El problema con las mediciones de DQO es que no distinguen entre las sustancias orgánicas que terminan en el agua con las aguas residuales y las que surgen naturalmente, como la lignina y los ácidos húmicos, que se liberan cuando la madera se descompone. Esto significa que la contaminación del agua difícilmente se puede distinguir del contenido natural de sustancias orgánicas.


Un estudio internacional muestra que el agua dulce contaminada por materia fecal se puede determinar de manera más rápida y confiable utilizando una nueva técnica. Crédito: De Jiao et al, doi: 10.1126 / sciadv.abc7318Este trabajo tiene licencia CC BY-NC .


Análisis biológico complicado

Pero, ¿cómo se puede medir la contaminación real de manera más confiable? Un método de medición biológica se ha establecido aquí durante décadas, pero es mucho más complejo que el método DQO y, por lo tanto, es utilizado con menos frecuencia por organismos gubernamentales e instituciones de investigación. En este caso, se toma una muestra de agua del río o lago y se mide el contenido de oxígeno del agua como valor inicial. Otra "muestra paralela" se sella inmediatamente herméticamente. Luego, esta muestra de agua reposa durante cinco días. Durante este tiempo, las bacterias descomponen la sustancia orgánica, por lo que gradualmente consumen el oxígeno del agua. Después de cinco días, se abre el recipiente y se mide el oxígeno. Si el agua contiene una gran cantidad de materia orgánica, las bacterias fueron particularmente activas. El consumo de oxígeno fue entonces correspondientemente alto.

La medición de DBO es mucho más precisa que la DQO porque las bacterias descomponen preferentemente las pequeñas moléculas orgánicas de las aguas residuales, pero dejan intactas las naturales, como la lignina. 

Sin embargo, la medición de DBO también tiene sus desventajas. Por un lado, la medición de DBO tarda cinco días, mientras que el valor de DQO está disponible después de unos minutos. Por otro lado, al llenar, almacenar y medir las muestras de agua, se debe tener un cuidado meticuloso para asegurarse de que el oxígeno del aire ambiente no se acumule en la muestra y falsifique el valor de medición.

Método más rápido y confiable

Por lo tanto, los investigadores están introduciendo un método alternativo que mejora la medición convencional de DBO. La ventaja del método es que solo se necesita una muestra de agua, que se sella inmediatamente y se mide el consumo de oxígeno sin interferir con la muestra. Por lo tanto, no es necesario volver a abrir la muestra después de cinco días para medir el contenido de oxígeno. Esto evita que la muestra vuelva a entrar en contacto con el oxígeno atmosférico.

Con el nuevo enfoque, se inserta una fibra óptica en el recipiente de muestra tan pronto como se llena la muestra de agua. A través de esta fibra, el contenido de oxígeno se puede medir de forma continua directamente en la muestra mediante efectos ópticos. 

Las primeras pruebas han demostrado que ya se dispone de un resultado significativo después de unas cuarenta y ocho horas, algo que acelera considerablemente la medición de DBO. Con todo, el método óptico hace que las mediciones de DBO no solo sean más confiables, sino también más rápidas. 

Los científicos creen que, en los próximos años, el nuevo método se establecerá como el nuevo estándar, que sustituirá tanto a la DQO como a las medidas clásicas de DBO. En el futuro, por ejemplo, será posible determinar de manera más confiable que antes si las medidas de control de la contaminación del agua son realmente exitosas.

Fuente:  14 April 2021, Science AdvancesDOI: 10.1126/sciadv.abc7318

Publicar un comentario

0 Comentarios