UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL

NOTAS DE AULA-1B PLANTAS DE TRATAMIENTO -1604

IMPORTANCIA DE LA MATERIA ORGANICA NATURAL

Tatiana R Chaparro Ph.D

2015

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MATERIA ORGANICA NATURAL

La materia orgnica natural (MON) se define como una matriz compleja de materiales orgnicos presentes en todas las aguas naturales. Se produce como resultado de la interaccin entre el ciclo hidrolgico, la biosfera y la geosfera. Generalmente esta presente en las fuentes de captacin para agua de abastecimiento.

De los eventos de la naturaleza que ms influyen en el incremento de la MON se citan la sequa y las inundaciones

Componentes de la MON: La MON consiste en un rango amplio de diferentes compuestos, formados desde largas cadenas alifticas hasta compuestos altamente aromticos productores de color, la mayora de ellos con carga elctrica negativa. En la prctica la MON es el mayor contribuidor del color amarillo-caf del agua Especficamente la MON consiste en una combinacin de compuestos hidrofbicos y compuestos hidrofilicos. La parte hidrofobica se caracteriza por que el carbono es altamente aromtico, por ejemplo estructuras fenlicas con enlaces dobles conjugados. Mientras que la parte hidrofilica de loa MON son carbonos alifticos y compuestos nitrogenados, tales como los carbohidratos, azucares y amino cidos. Los hidrofbicos constituyen la mayor parte de la MON y puede ser cuantificada por el carbono orgnico disuelto. Generalmente esta fraccin hidrofbica puede ser descrita como los cidos hmicos!!. En la Figura 1 se observa una estructura molecular del cido hmico.

Figura 1. Estructura hipottica de los cidos hmicos.

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LOS CAMBIOS EN LA MATERIA ORGANCIA NATURAL TANTO EN CALIDAD COMO EN CANTIDAD INFLUYTEN SIGNIFICATIVAMNETE EN LA SELECCIN, DISEO Y OPERACIN DE LAS PLANTAS

DE TRATAMIENTO DE AGUA PARA ABASTECIMIENTO. cidos hmicos.. los ms difciles de tratar? Una gran proporcin de la MON presentes en las fuentes de captacin en aguas superficiales consiste en compuestos que son estables a la degradacin natural y en su mayora se producen en los sedimentos de los cuerpos de agua, en algunas ocasiones son conocidos como materia orgnica refractaria (MOR) pero se conocen mejor como cidos hmicos. De acuerdo con su solubilidad en soluciones concentradas acidas o bsicas se puede subdividir mejor en cidos hmicos y fulvicos, siendo que los hmicos precipitan en condiciones acidas.. La dificultad que representan los hmicos consiste en definir las tcnicas analticas para evaluarlos. Entre los parmetros ms populares para determinar su presencia y su destino en los sistemas de tratamiento se tiene la SUVA (absorbancia especfica). Mtodos para caracterizar la MON. Entre los parmetros que se pueden utilizar para entender el comportamiento de la MON en el agua, se pueden utilizar el carbn orgnico disuelto (COD), la demanda qumica de oxigeno (DQO), UV254, pH, turbiedad y color. Pero ninguna de estas medidas ofrece informacin sobre la masa molecular y su hidrofobicidad. Para esto se hacen necesario otros estudios como: la cromatografa por exclusin de tamao (HPSEC). SUVA (Specific UV-Absorbance) La SUVA es la medida especfica de la absorbancia en la longitud de onda de 254 nm. Este parmetro describe la naturaleza de la MON en el agua en trminos de hidrofobicidad e hidrolfilicidad. Un valor de SUVA > 4 indica principalmente compuestos hidrofbicos y en especial de carcter aromtico, mientras que un valor de SUVA < 3 indica principalmente que la MON est compuesta por material hidrofilico. Varios autores han mostrado que con valores altos de SUVA se favorece la remocin de la MON por el proceso de coagulacin (ESTO LO VAMOS A COMPROBAR!!!) SUVA = uv254 /COD (L/mg.min) En la Tabla 2 se observa los valores de la relacin SUVA (Tomada de Edzwald and Tobiason,1993)

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Este parmetro es ampliamente usado para controlar el proceso de la coagulacin!!! UV-Vis La absorcin en la regin UV-Vis del espectro se define como la medicin de la atenuacin de un rayo de luz que atraviesa una muestra. La concentracin de una sustancia puede ser determinada por la medida de la absorbancia a una cierta longitud de onda aplicando

la . LEY DE BEER LAMBERT Las medidas de absorcin se pueden hacer en una nica longitud de onda o en todo la regin del espectro. La absorcin de la UV en el espectro de la MON decrece con el aumento de la longitud de onda. La Figura 2 muestra un ejemplo de varios espectros en diferentes tipos de agua.

Figura 2. Valores de la absorbancia en diferentes tipos de agua

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Los valores de la absorbancia en las longitudes de onda entre 220 a 280 nm se consideran como indicativos de la MON. Se dice que los valores de la absorbancia en las diferentes longitudes de onda indican la presencia de los cromforos, por ejemplo, la absorbancia en 220 nm se asocia con cromforos carboxlicos y aromticos, mientras que el valor de 254 nm es tpico de grupos aromticos con varios grados de activacin. De hecho, la absorbancia en 254 nm se utiliza para saber que tan aromtico es el carbn orgnico disuelto. (COD). Actividad en grupo para 15 das.

1. Prepare 3 diferentes tipos de agua variando la concentracin de la MON. Realice esto recogiendo material del suelo (hojas, tierra negra, palitos de madera, etc.) y djelo lixiviar por una semana. Prepare 2 Litros.

2. Posteriormente, mida color verdadero, turbiedad, pH, demanda qumica de oxigeno disuelta y la absorbancia en la regin del espectro UV-Vis, y calcule la variable SUVA.

3. Analice sus resultados, compare con artculos cientficos y entregue un informe de laboratorio.