Gracias por visitar nuestro blog. En esta ocasión vamos a hacer un artículo explicando de forma sencilla qué es, por qué es importante y los principales usos de la demanda química de oxígeno (DQO).
¿Qué es demanda química de oxígeno (DQO)?
La Demanda Química de Oxígeno (DQO) es un indicador crítico de la calidad del agua, especialmente en lo que respecta a la contaminación por materia orgánica. Este parámetro mide la cantidad de oxígeno necesario para oxidar las sustancias presentes en una muestra de agua, lo que incluye tanto materia orgánica como inorgánica susceptible de ser oxidada por medios químicos.
La DQO se expresa en miligramos de oxígeno por litro (mg O2/L) y es fundamental en el tratamiento de aguas residuales y en la evaluación del impacto ambiental de las descargas de efluentes.
Es una forma excelente de controlar la eficacia de las plantas de tratamiento de agua.
Medición de DQO en laboratorio
¿Por qué es importante la demanda química de oxígeno?
Las sociedades modernas tienen una gran demanda de agua para satisfacer una amplia gama de fines personales, sanitarios y comerciales. Al mismo tiempo, nuestra sociedad industrial produce una amplia gama de contaminantes y desafíos medioambientales, todos los cuales pueden producir graves consecuencias para la salud y la biodiversidad si no se tratan.
Los contaminantes pueden desbordar los procesos naturales de recuperación.
Además de los productos derivados de la descomposición de sustancias naturales (por ejemplo, proteínas, grasas, hidratos de carbono), se acumulan otros aditivos potencialmente nocivos, como pesticidas, fármacos y productos de limpieza, con efectos tóxicos u hormonales.
También pueden consumir cantidades tan grandes de oxígeno que los recursos hídricos se contaminan.
Una elevada contaminación orgánica en el agua vertida a afluentes y arroyos puede tener una serie de repercusiones. Entre ellos se incluyen:
- Toxicidad de los compuestos orgánicos: efectos sobre la flora y la fauna silvestre.
- Disminución del oxígeno disuelto y eutrofización.
- Impacto en las poblaciones de peces.
Para evitar la amplia gama de peligros para la salud humana y la existencia continuada de algunas especies, es esencial que la calidad de la fuente de agua se evalúe adecuadamente antes de extraerla para consumo o uso comercial. El análisis de la DQO es un elemento clave de este proceso.
¿Para qué puede utilizarse la DQO?
- Determinar las concentraciones de contaminantes oxidables en las aguas residuales
- Analizar la eficacia de las soluciones de tratamiento de aguas residuales
- Determinar el efecto de la eliminación de aguas residuales en el medio ambiente.
- Como índice para determinar la calidad general del agua.
Una DQO más alta en una muestra indica que contiene niveles más altos de material oxidable. Si es así, el agua tendrá niveles reducidos de oxígeno disuelto. Cuando esto ocurre, los efectos pueden ser perjudiciales para las formas de vida acuáticas superiores. El objetivo del tratamiento de las aguas residuales, por tanto, es reducir los niveles de DQO en el agua.
El control de los niveles de DQO permite a las empresas e instalaciones de gestión de aguas residuales decidir cuáles son los mejores métodos de tratamiento del agua. Sin este análisis e información detallados, puede resultar difícil, si no imposible, tomar las medidas adecuadas.
¿Cómo se mide la DQO?
Existen distintos métodos para medir la DQO. Entre ellos se incluyen los analizadores en continuo y los métodos de laboratorio.
Analizadores en continuo de DQO
Los métodos modernos de análisis de la DQO implican el uso de equipos de gran precisión conocidos como analizadores en continuo.
El UV Meter 254 de Chemitec es un analizador espectrofotométrico para la determinación de la absorción a 254 nm. Este parámetro es una medida relacionada con la carga de muchas sustancias orgánicas en corrientes acuosas y, por lo tanto, se utiliza a menudo para determinar la calidad del agua.
En muchos casos, la absorbancia determinada por el analizador a 254 nm puede relacionarse con los parámetros de suma de contenido orgánico como el COT, la DQO y la DBO aplicando un factor de conversión adecuado.
El proceso de análisis dura menos de un minuto y en muchos casos no requiere pretratamiento de la muestra gracias a la compensación automática de la turbidez.
Analizador en continuo Chemitec UVMeter
Principios generales de la Ley Lambert-Beer
La ley de Lambert-Beer es una relación empírica que correlaciona la cantidad de luz absorbida por un medio con la naturaleza química (coeficiente de extinción molar), con la concentración (c) y con el espesor del medio atravesado.
Cuando un haz luminoso (monocromático) de intensidad I0 atraviesa una capa de espesor l del medio, una parte de él es absorbida por el propio medio y otra parte se transmite con intensidad residual I1.
Ley de Lambert-Beer
Procedimiento de análisis de DQO en laboratorio
En el proceso de medición de la DQO en laboratorio, el más común, se utiliza un oxidante químico fuerte, generalmente dicromato potásico en medio ácido, para oxidar la materia orgánica. La cantidad de oxidante consumido se mide y se utiliza para calcular la cantidad equivalente de oxígeno que habría sido necesaria para llevar a cabo la oxidación.
Este proceso proporciona una estimación rápida y fiable de la cantidad de materia orgánica presente en el agua, esencial para la gestión eficiente de los recursos hídricos y la protección del medio ambiente.
El proceso de análisis de la DQO es rápido si se compara con métodos tradicionales como la demanda bioquímica de oxígeno (DBO). Para medir la DQO en una muestra se debe utilizar un oxidante fuerte en condiciones ácidas.
Entre los oxidantes típicos se incluyen:
- Dicromato potásico
- Yodato potásico
- Permanganato potásico
Los requisitos básicos de cualquier método eficaz de DQO deben ser:
- Reducir la concentración de cloruro a un nivel en el que la interferencia de cloruro sea insignificante – la interferencia de cloruro se produce cuando hay presencia de cloro en concentraciones superiores a 0,02 M
- No alterar de forma significativa el contenido orgánico de la muestra, garantizando que no haya aumento ni disminución de la DQO.
- Hacer que el método sea adecuado para el uso rutinario – barato con procesos simplificados.
El análisis de la DQO se realiza en dos etapas:
- Digestión: oxidación de las sustancias orgánicas de la muestra a 150 ºC durante 2 horas.
- Determinación: medición de la DQO mediante el método titrimétrico o colorimétrico.
Primero se produce la digestión creando una reacción que requiere ácido, calor y un catalizador y a continuación, se mide la demanda química de oxígeno mediante uno de estos métodos:
The análisis titrimétrico consiste en tratar la solución de muestra con un reactivo adecuado para que reaccione cuantitativamente con ella.
The análisis colorimétrico implica el uso de un reactivo de color y la observación de cambios de color medibles en la solución de muestra.
Análisis de la demanda de oxígeno DQO
Junto con la DQO, existen otras formas de demanda de oxígeno medible. La más común es la demanda bioquímica de oxígeno (DBO).
La demanda química de oxígeno es muy similar a la demanda bioquímica de oxígeno en el sentido de que ambas se utilizan para calcular la demanda de oxígeno de una muestra de agua.
La diferencia clave entre ambas es que la demanda química de oxígeno mide todo lo que puede oxidarse, mientras que la demanda bioquímica de oxígeno sólo mide el oxígeno consumido por los organismos.
La DBO mide la cantidad de oxígeno disuelto que necesitan los organismos biológicos aerobios para descomponer la materia orgánica. Es la prueba tradicional para establecer la concentración de materia orgánica en las aguas residuales y funciona según el principio de que, si hay suficiente oxígeno disponible, los microorganismos aerobios del agua seguirán descomponiéndolos hasta consumir toda la materia orgánica.
Sin embargo, el análisis de la DQO es una alternativa cada vez más popular a la DBO porque es más rápido y puede analizar aguas residuales demasiado tóxicas para la DBO. El análisis de la DBO tarda cinco días, pero los modernos métodos de análisis de la DQO permiten utilizar este método como analizador en tiempo real, lo que permite a los operarios de aguas residuales controlar y ajustar los parámetros durante los procesos. Además, durante el análisis de la DBO sólo se consumen los compuestos orgánicos, por lo que se obtienen resultados de menor concentración que con el análisis de la DQO.
Ventajas e inconvenientes de la demanda química de oxígeno DQO
La principal ventaja de la DQO es que es un método de análisis relativamente rápido que cumple las normas APHA e ISO. La rapidez es importante, pero la precisión no puede verse comprometida. La combinación de rapidez y precisión de los analizadores de DQO es su principal ventaja en una amplia gama de contextos.
La DQO suele ser superior a la DBO porque se pueden oxidar químicamente más compuestos orgánicos que biológicamente. Esto incluye una serie de sustancias químicas que son tóxicas para la vida biológica. Esto hace que las pruebas de DQO sean muy útiles cuando se trata de analizar aguas residuales industriales, ya que éstas no se detectan con las pruebas de DBO.
Una desventaja potencial de este método es que no puede diferenciar entre carbonos inorgánicos y orgánicos y que puede recibir interferencias de haluros, nitratos y peróxido. En determinadas circunstancias, los resultados pueden variar en condiciones más cálidas o a temperatura ambiente, por lo que es importante controlar la temperatura al medir la DQO.
Un proceso riguroso y fiable
La demanda química de oxígeno es un método riguroso y fiable de medición de contaminantes en una cantidad de agua.
El uso de analizadores modernos en continuo como el UV Meter de Chemitec puede hacer que la tarea sea rápida y relativamente sencilla, produciendo altos niveles de precisión en los que puede confiar.
En resumen, la DQO es una herramienta vital para los profesionales del tratamiento de aguas y la gestión ambiental, ya que ofrece una visión clara del nivel de contaminación y la eficacia de los tratamientos aplicados. A través de su uso, podemos asegurar que nuestras aguas se mantengan limpias y seguras para todos los seres vivos que dependen de ellas.
En ProDos, somos el principal proveedor de estas soluciones. Ayudamos a empresas, técnicos e ingenieros a resolver una amplia gama de retos analíticos y de procesos.
