NMX-AA-028-SCFI-2001
CDU: 631.879 CANCELA A LA NMX-AA-028-1981
ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA
BIOQUÍMICA DE OXÍGENO EN AGUAS NATURALES,
RESIDUALES (DBO
5) Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE
PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-028-1981)
WATER ANALISYS - DETERMINATION OF THE BIOCHEMICAL
OXYGEN DEMAND IN NATURAL, WASTEWATERS (BOD
5) AND
WASTEWATERS TREATED - TEST METHOD
0 INTRODUCCIÓN
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5): Es una estimación de la cantidad de oxígeno que requiere una población microbiana heterogénea para oxidar la materia orgánica de una muestra de agua en un periodo de 5 días. El método se basa en medir el oxígeno consumido por una población microbiana en condiciones en las que se ha inhibido los procesos fotosintéticos de producción de oxígeno en condiciones que favorecen el desarrollo de los microorganismos.
1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Esta norma mexicana establece el método de análisis para la determinación de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) en aguas naturales, residuales y residuales tratadas.
NOTA. Se determina la cantidad de oxígeno utilizada por una población microbiana heterogénea para transformar la materia orgánica, en un periodo de incubación de 5 días a 20ºC.
2 REFERENCIAS
Para la correcta aplicación de esta norma se deben consultar las siguientes normas mexicanas vigentes o las que las sustituyan:
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NMX-AA-012 SCFI-2001 Análisis de agua - Determinación de oxígeno disuelto en aguas naturales, residuales y residuales tratadas - Método de prueba.
NMX-AA-100-1987 Calidad del agua – Determinación de cloro total – Método iodométrico. Declaratoria de vigencia publicada en el Diairo Oficial de la Federación del 22 de junio de 1987.
3 PRINCIPIO DEL MÉTODO
El método se basa en medir la cantidad de oxígeno que requieren los microorganismos para efectuar la oxidación de la materia orgánica presente en aguas naturales y residuales y se determina por la diferencia entre el oxígeno disuelto inicial y el oxígeno disuelto al cabo de cinco días de incubación a 20°C.
Para la determinación de oxígeno disuelto (OD) se puede emplear cualquiera de los dos métodos establecidos en la norma mexicana NMX-AA-012-SCFI (ver 2 Referencias).
4 DEFINICIONES
Para los propósitos de esta norma se establecen las siguientes definiciones: 4.1 Aguas naturales
El agua cruda, subterránea y pluvial. 4.2 Aguas residuales
Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, de servicios, agrícolas, pecuarios, domésticos y en general de cualquier otro uso.
4.3 Biota
Es un conjunto de organismos vivos tanto de origen vegetal como animal. 4.4 Bitácora
Cuaderno de laboratorio debidamente foliado e identificado, en el cual los analistas anotan todos los datos de los procedimientos que siguen en el análisis de una muestra, así como todas las informaciones pertinentes y relevantes a su trabajo en el laboratorio.
4.5 Blanco analítico o de reactivos
Agua reactivo o matriz equivalente que no contiene, por adición deliberada, la presencia de ningún analito o sustancia por determinar, pero que contiene los mismos
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disolventes, reactivos y se somete al mismo procedimiento analítico que la muestra problema.
4.6 Calibración
Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones, efectuando una corrección del instrumento de medición para llevarlo a las condiciones iniciales de funcionamiento.
4.7 Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5)
Es una estimación de la cantidad de oxígeno que requiere una población microbiana heterogénea para oxidar la materia orgánica de una muestra de agua en un periodo de 5 días.
4.8 Descarga
Acción de verter, infiltrar o depositar o inyectar aguas residuales a un cuerpo receptor en forma continua, intermitente o fortuita, cuando éste es un bien del dominio público de la Nación.
4.9 Desviación estándar experimental
Para una serie de n mediciones del mismo mensurando, es la magnitud s que caracteriza la dispersión de los resultados, dado por la siguiente fórmula:
s x x n i i n = − − =
∑
( )2 1 1En donde xi es el resultado de la i-ésima medición y x es la media aritmética de los n
resultados considerados.
4.10 Disolución estándar
Disolución de concentración conocida preparada a partir de un patrón primario.
4.11 Disolución madre
Corresponde a la disolución de máxima concentración en un análisis. Es a partir de esta disolución que se preparan las disoluciones de trabajo.
NMX-AA-028-SCFI-2001 4/20 SECRETARÍA DE ECONOMÍA DGN 4.12 Inóculo
Es una suspensión de microorganismos vivos que se han adaptado para reproducirse en un medio específico.
4.13 Material de referencia
Material o substancia en el cual uno o más valores de sus propiedades son suficientemente homogéneas y bien definidas, para ser utilizadas para la calibración de aparatos, la evaluación de un método de medición, o para asignar valores a los materiales.
4.14 Material de referencia certificado
Material de referencia, acompañado de un certificado, en el cual uno o más valores de las propiedades están certificados por un procedimiento que establece la trazabilidad a una realización exacta de la unidad en la cual se expresan los valores de la propiedad, y en el que cada valor certificado se acompaña de una incertidumbre con un nivel declarado de confianza.
4.15 Medición
Conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una magnitud. 4.16 Medio aerobio
Es aquel en el cual se desarrollan microorganismos en presencia de oxígeno molecular.
4.17 Medio anaerobio
Es aquel en el cual se desarrollan microorganismos en ausencia de oxígeno molecular.
4.18 Mensurando Magnitud particular sujeta a medición.
4.19 Muestra compuesta
La que resulta de mezclar un número de muestras simples. Para conformar la muestra compuesta, el volumen de cada una de las muestras simples deberá ser proporcional al caudal de la descarga en el momento de su toma.
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La que se tome en el punto de descarga, de manera continua, en día normal de operación que refleje cuantitativa y cualitativamente el o los procesos más representativos de las actividades que generan la descarga, durante el tiempo necesario para completar cuando menos, un volumen suficiente para que se lleven a cabo los análisis necesarios para conocer su composición, aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento de muestreo.
4.21 Parámetro
Variable que se utiliza como referencia para determinar la calidad física, química y biológica del agua.
4.22 Patrón (de medición)
Medida materializada, aparato de medición o sistema de medición destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o varios valores conocidos de una magnitud para transmitirlos por comparación a otros instrumentos de medición.
4.23 Patrón de referencia
Patrón, en general de la más alta calidad metrológica disponible en un lugar dado, o en una organización determinada del cual se derivan las mediciones realizadas en dicho lugar.
4.24 Patrón de trabajo
Patrón que es usado rutinariamente para calibrar o controlar las medidas materializadas, instrumentos de medición o los materiales de referencia.
4.25 Patrón nacional
El patrón autorizado para obtener, fijar o contrastar el valor de otros patrones de la misma magnitud, que sirve de base para la fijación de los valores de todos los patrones de la magnitud dada.
4.26 Patrón primario
Patrón que es designado o reconocido ampliamente como un patrón que tiene las más altas cualidades metrológicas y cuyo valor es aceptado sin referencia a otros patrones de la misma magnitud.
4.27 Patrón secundario
Patrón cuyo valor es establecido por comparación con un patrón primario de la misma magnitud.
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Es el grado de concordancia entre resultados analíticos individuales cuando el procedimiento analítico se aplica repetidamente a diferentes alícuotas o porciones de una muestra homogénea. Usualmente se expresa en términos del intervalo de confianza o incertidumbre.
x x t s
n
= ± α/2
donde:
x es la media calculada a partir de un mínimo de tres mediciones independientes;
t α/2 es el valor de la t de Student para un nivel de significancia del 95 %;
s es la desviación estándar de la muestra; n es el número de réplicas, y
x es el resultado que incluye el intervalo de confianza. 4.29 Trazabilidad
Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas.
4.30 Verificación de la calibración
Una verificación periódica de que no han cambiado las condiciones del instrumento en una forma significativa.
5 REACTIVOS Y PATRONES
Todos los productos químicos usados en este método deben ser grado reactivo, a menos que se indique otro grado.
Agua: Debe entenderse agua que cumpla con las siguientes características: a) Resistividad, megohm-cm a 25ºC: 0,2 min.;
b) Conductividad, µS/cm a 25ºC: 5,0 máx., y c) pH: 5,0 a 8,0.
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5.2 Fosfato dibásico de potasio (K2HPO4)
5.3 Fosfato dibásico de sodio heptahidratado (Na2HPO4•7H2O) 5.4 Cloruro de amonio (NH4Cl)
5.5 Sulfato de magnesio heptahidratado (MgSO4•7H2O) 5.6 Cloruro de calcio anhidro (CaCl2)
5.7 Cloruro férrico hexahidratado (FeCl3•6H2O) 5.8 Ácido sulfúrico concentrado (H2SO4) 5.9 Hidróxido de sodio (NaOH)
5.10 Sulfito de sodio (Na2SO3) 5.11 2-cloro-6 (triclorometil) piridina
5.12 Glucosa grado patrón primario (C6H12O6)
5.13 Ácido glutámico grado patrón primario(C5H9NO4) 5.14 Ácido clorhídrico (HCl)
5.15 Acido nítrico (HNO3)
5.16 Disolución amortiguadora de fosfato. Pesar aproximadamente 8,5 g de fosfato monobásico de potasio (ver inciso 5.1), 21,75 g de fosfato dibásico de potasio (ver inciso 5.2), 33,4 g de sosfato dibásico de sodio heptahidratado (ver inciso 5.3) y 1,7 g de cloruro de amonio (ver inciso 5.4), disolver en 500 mL de agua y aforar a 1 L. El pH de la disolución debe ser de 7,2. Desechar el reactivo (o cualquiera de los siguientes reactivos) si hay algún signo de crecimiento biológico en el frasco de almacenamiento.
5.17 Disolución de sulfato de magnesio. Pesar aproximadamente 22,5 g de sulfato de magnesio heptahidratado (ver inciso 5.5), disolver en agua y diluir a 1 L.
5.18 Disolución de cloruro de calcio. Pesar aproximadamente 27,5 g de cloruro de calcio anhídro (ver inciso 5.6), disolver en agua y diluir a 1 L.
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5.19 Disolución de cloruro férrico. Pesar aproximadamente 0,25 g de cloruro férrico hexahidratado (ver inciso 5.7), disolver en agua y diluir a 1 L.
5.20 Disolución de ácido sulfúrico (0,1N). Agregar aproximadamente 2,8 mL de ácido sulfúrico concentrado (ver inciso 5.8) a 500 mL de agua, mezclar bien y diluir hasta 1 L.
5.21 Disolución de hidróxido de sodio (0,1N). Pesar aproximadamente 4,0 g de hidróxido de sodio (ver inciso 5.9), disolver en agua y diluir a 1 L.
5.22 Disolución de sulfito de sodio. Pesar aproximadamente 1,575 g de sulfito de sodio (ver inciso 5.10), disolver en agua y diluir a 1 L. Esta disolución no es estable; por lo que debe prepararse diariamente.
5.23 Disolución patrón de glucosa-ácido glutámico. Secar glucosa y ácido glutámico a 103ºC durante una hora. Pesar aproximadamente y con precisión 150,0 mg de glucosa (ver inciso 5.12) y 150,0 mg de ácido glutámico (ver inciso 5.13), diluir en agua y aforar a 1 L. Preparar inmediatamente antes de usarla. Esta disolución tiene una DBO5 de 198 mg/L.
5.24 Disolución de cloruro de amonio. Pesar aproximadamente 1,15 g de cloruro de amonio (ver inciso 5.4) y disolver en 500 mL de agua, ajustar el pH a 7,2 con disolución de hidróxido de sodio (ver inciso 5.21) y aforar a 1 L. La disolución contiene 0,3 mg N/mL.
6 EQUIPO Y MATERIALES
6.1 Equipo
6.1.1 Equipo de aireación con difusor
6.1.2 Incubador: Controlado por termostato a 20ºC ± 1ºC. Eliminar toda la luz para evitar la posibilidad de producción fotosintética de oxígeno disuelto. 6.1.3 Balanza analítica con precisión de 0,1 mg
6.1.4 Medidor de oxígeno disuelto 6.2 Material
Limpieza del material.
6.2.1 Todo el material usado en la determinación debe ser exclusivo para este procedimiento. Para el lavado del material remojar durante 1 h en una
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disolución de ácido sulfúrico al 10 % y enjuagar con agua. Los detergentes con base de amoniaco no deben usarse para la limpieza del material. 6.2.2 Los contenedores de las muestras deben lavarse con disolución de
detergente no iónico, libre de metales, enjuagarse con agua, remojarse en ácido toda la noche y volver a enjuagarse con agua libre de metales. 6.2.3 Para el material de cuarzo, politetrafloroetileno o material de vidrio debe
dejarse remojando de 12 h a 24 h con HNO3 (1:1), HCl (1:1) o con agua regia (3 partes de HCl concentrado + 1 parte de HNO3 concentrado) a 70oC solo en los casos que presente material adherido, después debe ser enjuagado con agua libre de metales.
6.2.4 En los casos de que el material presente grasas, enjuagar con acetona y/o hexano.
6.2.5 Botellas Winkler de vidrio para incubación con capacidad de 300 mL de aforo total y con boca estrecha, reborde y tapón de vidrio esmerilado, de forma cónica.
6.2.6 Contratapa de politetrafloroetileno u otro material plástico para botella Winkler
6.2.7 Bureta
7 RECOLECCIÓN, PRESERVACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE
MUESTRAS
7.1 En el caso de aguas naturales debe tomarse un mínimo de 1 L de muestra en un envase de polietileno o vidrio. En el caso de aguas residuales (DBO5 mayores a 50 mg/L) deben tomarse mínimo 100 mL. Pueden utilizarse muestras simples o compuestas.
7.2 No se debe agregar ningún preservador a las muestras. Solo deben conservarse a 4ºC hasta su análisis.
7.3 El tiempo máximo de almacenamiento previo al análisis es de 24 h.
8 CONTROL DE CALIDAD
8.1 Cada laboratorio que utilice este método debe operar un programa de control de calidad (CC) formal.
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8.2 El laboratorio debe mantener los siguientes registros:
- Los nombres y títulos de los analistas que ejecutaron los análisis y el encargado de control de calidad que verifica los análisis, y
- Las bitácoras manuscritas del analista y del equipo en los que se contengan los siguientes datos:
a) Identificación de la muestra; b) Fecha del análisis;
c) Procedimiento cronológico utilizado; d) Cantidad de muestra utilizada;
e) Número de muestras de control de calidad analizadas;
f) Trazabilidad de las calibraciones de los instrumentos de medición; g) Evidencia de la aceptación o rechazo de los resultados, y
h) Además el laboratorio debe mantener la información original reportada por los equipos en disquetes o en otros respaldos de información.
De tal forma que permita a un evaluador externo reconstruir cada determinación mediante el seguimiento de la información desde la recepción de la muestra hasta el resultado final.
9 CALIBRACIÓN
Se debe contar con la calibración de los equipos y materiales siguientes:
9.1 Material volumétrico
9.2 Balanza analítica
9.3 Medidor de oxígeno disuelto
10 PROCEDIMIENTO
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Colocar el volumen requerido de agua en un frasco y añadir por cada litro de agua 1 mL de cada una de las siguientes disoluciones: disolución de sulfato de magnesio (ver inciso 5.17), disolución de cloruro de calcio (ver inciso 5.18), disolución de cloruro férrico (ver inciso 5.19) y disolución amortiguadora de fosfatos (ver inciso 5.16). Preparar el agua de dilución diariamente.
Analizar y almacenar el agua de dilución como se describe en los incisos 10.2 y 10.3, de tal forma que siempre tenga a mano agua de calidad garantizada. Antes de usar el agua de dilución debe ponerse a una temperatura aproximada de 20ºC. Saturar con oxígeno aireando con aire filtrado, libre de materia orgánica durante 1 h por lo menos. Si la muestra presenta alto contenido de biocidas como cloro o se sabe de su bajo contenido de materia orgánica, es necesario inocular la muestra.
Si se requiere, sembrar el agua de dilución como se indica en el inciso 10.4.1. 10.2 Control del agua de dilución
10.2.1 Utilizar este procedimiento como una comprobación aproximada de la calidad del agua de dilución. Si la disminución de oxígeno disuelto del agua excede de 0,2 mg/L, obtener agua de mejor calidad mejorando la purificación o usar agua de otra fuente. Alternativamente si se requiere inhibir la nitrificación, almacenar el agua de dilución sembrada en una habitación oscura a temperatura ambiente hasta que la captación de oxígeno disuelto se haya reducido lo suficiente para cumplir los criterios de comprobación del agua de dilución. No se recomienda su almacenamiento cuando la DBO5 se va a determinar sin inhibir la nitrificación ya que pueden desarrollarse microorganismos nitrificantes durante ese tiempo. Si el agua de dilución no ha sido almacenada para mejorar su calidad, añadir suficiente inóculo como para un consumo de OD de 0,05 mg/L a 0,1 mg/L en cinco días a 20°C. Al Incubar en un frasco Winkler lleno de agua de dilución durante cinco días a 20°C, el consumo no debe ser mayor a 0,2 mg/L y preferiblemente no menor a 0,1 mg/L.
10.3 Control de la glucosa-ácido glutámico
Comprobar en cada lote analítico la calidad del agua de dilución, la efectividad del inóculo y la técnica analítica mediante determinaciones de la DBO5 en muestras estándar de concentración conocida. Utilizar la disolución de glucosa-ácido glutámico (ver inciso 5.23) como disolución madre de control. La glucosa tiene una tasa excepcionalmente alta y variable de oxidación, pero cuando se utiliza con ácido glutámico, dicha tasa se estabiliza y es similar a la obtenida en muchas aguas residuales municipales. Alternativamente, si un agua residual particular contiene un componente principal identificable que contribuya a la DBO5, utilizar este compuesto en lugar de la glucosa-ácido glutámico. Determinar la DBO5 de una disolución al 2 % de la disolución de control patrón de glucosa-ácido glutámico utilizando las técnicas
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expuestas en los incisos 10.4 a 10.10. 10.4 Inóculo
10.4.1 Fuente de la siembra
10.4.1.1 Es necesario contar con una población de microorganismos capaces de oxidar la materia orgánica biodegradable de la muestra. El agua residual doméstica, los efluentes no clorados o sin desinfección, los efluentes de las plantas de tratamiento de desechos biológicos y las aguas superficiales que reciben las descargas de aguas residuales que contienen poblaciones microbianas satisfactorias. Algunas muestras no contienen una población microbiana suficiente (por ejemplo, algunos residuos industriales no tratados, residuos desinfectados, residuos de alta temperatura o con valores de pH extremos).
Para tales residuos, sembrar el agua de dilución añadiendo una población de microorganismos. La mejor siembra es la que proviene del efluente de un sistema de tratamiento biológico de aguas residuales. Cuando se usa como siembra el efluente de tratamiento biológico de sistema de aguas residuales se recomienda la inhibición de la nitrificación. Cuando no se disponga de ésta, utilizar el sobrenadante del agua residual doméstica después de dejarlo reposar a temperatura ambiente durante al menos 1 h, pero no más de 36 h. Determinar si la población existente es satisfactoria haciendo la prueba de la siembra en una muestra para DBO5. El incremento del valor de la DBO5 indica una siembra exitosa.
10.5 Control del inóculo
Determinar la DBO5 del material de siembra como para cualquier otra muestra. Esto es una siembra control. A partir de este valor y de uno conocido de la dilución del material de siembra (en el agua de dilución) determinar el consumo de OD de la siembra. Lo ideal es hacer disoluciones tales de la siembra que la mayor cantidad de los resultados presenten una disminución de al menos el 50 % del OD. La representación de la disminución del OD (mg/L) con respecto a los mililitros de siembra, tiene que ser una línea recta cuya pendiente corresponde a la disminución de OD por mililitro del inóculo. La intersección del eje de las abscisas (OD) representa el consumo del oxígeno causado por el agua de dilución y debe ser inferior a 0,1 mg/L (ver inciso 10.8). Para determinar el consumo de OD de una muestra, se resta el consumo de OD de la siembra, del consumo de OD total. La captación de OD total del agua de dilución sembrada debe oscilar entre 0,6 mg/L y 1,0 mg/L.
10.6 Pretratamiento de la muestra 10.6.1 Muestras con pH ácidos o básicos
10.6.1.1 Neutralizar las muestras a un pH entre 6,5 y 7,5 con ácido sulfúrico o hidróxido de sodio de concentración tal que la cantidad de reactivo no diluya la muestra en más del 0,5 %. El pH del agua de dilución sembrada no debe verse afectado por la dilución de la muestra.
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10.6.2 Muestras que contienen cloro residual
10.6.2.1 Si es posible, evitar las muestras que contengan cloro residual, tomándolas antes del proceso de cloración. Si la muestra ha sido clorada pero no hay residuo detectable de cloro, sembrar el agua de dilución. Si hay cloro residual, eliminar el cloro de la muestra y sembrar con inóculo (ver inciso 10.4). No se deben analizar las muestras cloradas sin sembrar el agua de dilución. En algunas muestras, el cloro desaparece en el lapso de 1 h a 2 h después de su exposición a la luz. Esto suele ocurrir durante el transporte o la manipulación de la muestra. Para las muestras en las que el residuo de cloro no se disipe en un tiempo razonablemente corto, eliminar el cloro residual añadiendo disolución de sulfito de sodio.
Determinar el volumen requerido de disolución de sulfito de sodio cuantificando el cloro residual total. Añadir a la muestra neutralizada el volumen relativo de la disolución de sulfito de sodio determinada por la prueba anterior, mezclar y después de 10 min a 20 min, comprobar el cloro residual de la muestra.
10.6.2.2 La determinación de cloro residual se realiza de acuerdo a lo establecido en la norma mexicana NMX-AA-100 (ver 2 Referencias).
10.6.3 Muestras sobresaturadas con OD
10.6.3.1 En aguas frías o en aguas donde se produce la fotosíntesis (aguas de embalses), es posible encontrar muestras que contienen más de 9,0 mg OD/L a 20ºC. Para evitar la pérdida de oxígeno durante la incubación de tales muestras, reducir el OD por saturación, calentando la muestra aproximadamente a 20°C en frascos parcialmente llenos mientras se agitan con fuerza o se airean con aire limpio, filtrado y comprimido.
10.6.4 Ajustar la temperatura de la muestra a 20°C ± 1°C antes de hacer diluciones.
10.6.5 Inhibición de la nitrificación
10.6.5.1 Si se requiere inhibir la nitrificación adicionar 3,0 mg de 2-cloro-6 (triclorometil) piridina (ver inciso 5.11) a cada uno de los frascos antes de recolectar o bien adicionar la cantidad suficiente de agua para tener una concentración de 10 mg/L aproximadamente.
10.6.5.2 Entre las muestras que requieren inhibición de la nitrificación se incluyen, los efluentes tratados biológicamente, las muestras sembradas con efluentes tratados biológicamente y las aguas superficiales entre otras. Debe hacerse la observación del uso de inhibición del nitrógeno cuando se presente el informe de los resultados.
10.7 Técnica de dilución
10.7.1 Las diluciones que dan lugar a un OD residual mayor de 1 mg/L y una captación de OD de al menos 2 mg/L después de 5 días de incubación,
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producen los resultados más confiables. Hacer varias diluciones (al menos 3) por duplicado de la muestra preparada para obtener una captación de OD en dicho intervalo. La experimentación con una muestra concreta permite el uso de un número menor de diluciones. Un análisis más rápido tal como la DQO, presenta una correlación aproximada con la DBO5 y sirve como una guía para seleccionar las diluciones. En ausencia de datos previos, utilizar las siguientes diluciones: de 0 % a 1 % para los residuos industriales fuertes, de 1 % a 5 % para las aguas residuales sedimentadas y crudas, del 5 % al 25 % para el efluente tratado biológicamente y del 25 % al 100 % para las aguas superficiales contaminadas.
10.7.2 Diluciones preparadas directamente en frascos tipo Winkler. Utilizando una pipeta volumétrica, añadir el volumen de muestra deseado a frascos Winkler individuales de 300 mL. Añadir cantidades adecuadas del material de siembra a los frascos tipo Winkler o al agua de dilución. Llenar los frascos con suficiente agua de dilución, sembrada si es necesario, de forma que la inserción del tapón desplace todo el aire, sin dejar burbujas. No realizar diluciones mayores de 1:300 (1 mL de la muestra en un frasco). Determinar el OD inicial en uno de los frascos de cada una de las diferentes diluciones. En los frascos de los duplicados de cada una de las diluciones, Ajustar herméticamente el tapón, poner un sello hidraúlico y la contratapa e incubar durante 5 días a 20ºC.
10.8 Determinación del OD inicial 10.8.1 Método yodométrico
La determinación del OD inicial se realiza por medio del método yodométrico de azida modificado, de acuerdo a lo establecido en la norma mexicana NMX-AA-012-SCFI (ver 2 Referencias).
10.8.2 Método electrométrico
La determinación del OD inicial se realiza por medio del método electrométrico con electrodo de membrana, de acuerdo a lo establecido en la norma mexicana NMX-AA-012-SCFI (ver 2 Referencias). Los aceites, grasas o cualquier sustancia que se adhiera a la membrana puede ser causa de baja respuesta en el electrodo.
10.9 Blanco del agua de dilución. Emplear un blanco del agua de dilución como un control aproximado de la calidad del agua de dilución no sembrada y de la limpieza de los frascos de incubación. Junto con cada lote de muestras, incubar un frasco de agua de dilución no sembrada. Determinar el OD inicial y final como se especifica en los incisos 10.7 y 10.10. El consumo de OD no debe ser mayor de 0,2 mg/L y preferentemente no menor a 0,1 mg/L.
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Incubar a 20ºC ± 1ºC las botellas de DBO5 que contengan las muestras con las diluciones deseadas, los controles de siembra, los blancos de agua de dilución y el control de glucosa-ácido glutámico. En caso de no contar con contratapas, diariamente se debe verificar que el sello hidraúlico esté intacto en cada botella incubada, agregar agua si es necesario.
10.11 Determinación del OD final
Después de 5 días de incubación determinar el OD en las diluciones de la muestra, en los controles y en los blancos. La medición del OD debe ser realizada inmediatamente después de destapar la botella de Winkler, para evitar la absorción de oxígeno del aire por la muestra.
11 CÁLCULOS
11.1 Calcular la DBO5
11.1.1 Cuando no se utilice inóculo ni diluciones:
DBO5 (mg/L) = ODi mg/L - OD5 mg/L
donde:
ODi mg/L es el oxígeno disuelto inicial, y OD5 mg/L es el oxígeno disuelto al quinto día. 11.1.2 Cuando se emplea una dilución:
ODi mg/L - OD5 mg/L
DBO5 (mg/L) = ---
% de dilución expresado en decimales
11.2 Cuando se utiliza inóculo 11.2.1 Sin dilución:
DBO5 (m/L)= (ODi mg/L - OD5 mg/ L) - C1 (B1 - B2 ) (Vt )
C2(Vm)
NMX-AA-028-SCFI-2001 16/20 SECRETARÍA DE ECONOMÍA DGN DBO5 (m/L)=[ (ODi mg/L - OD5 mg/ L) - C1 (B1 - B2 ) (Vt )] C2(Vm) P donde:
B1 es el OD del inóculo antes de la incubación, en mg/L; B2 es el OD del inóculo después de la incubación, en mg/L; C1 es el volumen de inóculo en la muestra;
C2 es el volumen de inóculo en el inóculo control; Vt es el volumen total del frasco Winkler, y Vm es el volumen de muestra sembrada.
11.3 Expresar los resultados como CDBO5 sí se inhibe la nitrificación.
11.4 Reportar los resultados en mg/L de DBO5 con dos cifras significativas con la presición (media, desviación estándar) correspondiente.
12 INTERFERENCIAS
12.1 El pH ácido o alcalino 12.2 Cloro residual
12.3 Nitritos: Es la interferencia más común en las muestras de DBO5 incubadas. Para eliminarla ver inciso 10.6.5.
12.4 Sustancias inorgánicas y orgánicas reductoras.
13 SEGURIDAD
13.1 No ha sido determinada la carcinogenicidad de todos los reactivos, por lo que cada sustancia química debe tratarse como peligro potencial a la salud. La exposición a estas sustancias debe reducirse al menor nivel posible. Se sugiere que el laboratorio realice inspecciones de higiene ocupacional de cada reactivo a los que pueda estar expuesto el analista y que dichos resultados estén a su disposición.
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SECRETARÍA DE ECONOMÍA
DGN
13.2 Este método puede no mencionar todas las precauciones de seguridad asociadas con su uso. El laboratorio es responsable de mantener un ambiente de trabajo seguro y un archivo de las normas de seguridad respecto a la exposición y manejo seguro de las substancias químicas especificadas en éste método. Debe tenerse un archivo de referencia de las hojas de información de seguridad el cual debe estar disponible a todo el personal involucrado en estos análisis.
13.3 Cuando se trabaje con cualquiera de los compuestos químicos descritos en este método, debe usar todo el tiempo equipo de seguridad, tal como: batas, guantes de látex y lentes de seguridad.
13.4 La preparación de todos los reactivos usados en este método debe efectuarse bajo una campana de extracción. Consulte las hojas de seguridad sobre manipulación y disposición de éstos.
13.5 El ácido sulfúrico es un compuesto químico debe manejarse con extremo cuidado. El adicionar ácido sulfúrico concentrado al agua produce una fuerte reacción exotérmica por lo cual esto debe realizarse muy lentamente con agitación y enfriamiento externo.
14 MANEJO DE RESIDUOS
Es responsabilidad del laboratorio cumplir con todos los reglamentos federales, estatales y locales referentes al manejo de residuos, particularmente las reglas de identificación, almacenamiento y disposición de residuos peligrosos.
14.1 Cada laboratorio debe contemplar dentro de su programa de control de calidad el destino final de los residuos generados durante la determinación. 14.2 Los desechos ácidos se deben neutralizar para su posterior desecho.
14.3 Todas las muestras que cumplan con la norma de descarga al alcantarillado pueden ser descargadas en el mismo.
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SECRETARÍA DE ECONOMÍA
DGN
NOM-001-ECOL-1996 Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 6 de enero de 1997.
NOM-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades de Medida, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 14 de octubre de 1993.
NMX-AA-003-1980 Aguas residuales - Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 25 de marzo de 1980.
NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores - Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 5 de septiembre de 1980.
NMX-AA-089/1-1986 Protección al ambiente - Calidad del agua - Vocabulario - Parte 1. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 15 de julio de 1986.
NMX-AA-089/2-1992 Protección al ambiente - Calidad del agua - Vocabulario. Parte 2. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 24 de marzo de 1992.
NMX-AA-108-1992 Calidad del agua - Determinación de cloro libre y cloro total - Método volumétrico de la DPD ferrosa. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 24 de marzo de 1992. PROY-NMX-AA-115-SCFI-2001 Análisis de agua - Criterios generales para el
control de la calidad de resultados analíticos. Aviso de consulta pública publicado en el Diario Oficial de la Federación el 2 de noviembre de 1999.
PROY-NMX-AA-116-SCFI-2001 Análisis de agua - Guía de solicitud para la presentación de métodos alternos. Aviso de consulta pública publicado en el Diario Oficial de la Federación el 2 de noviembre de 1999.
AWWA Método-5210 B “Biochemical Oxigen Demand (BOD)”, Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association (APHA), American Water Works Association
NMX-AA-028-SCFI-2001 19/20
SECRETARÍA DE ECONOMÍA
DGN
(AWWA), Water Pollution Control Federation (WPCF), 19a Ed.
Criterios Ecológicos de Calidad del Agua, publicados en el Diario Oficial de la Federación el 13 de diciembre de 1989.
Sawyer, C.N. y P.L. McCarty, “Chemistry for Environmental Engineering”, McGraw-Hill Tokio, 1978.
16 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES
Esta norma mexicana no es equivalente a ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su elaboración.
MÉXICO D.F., A
EL DIRECTOR GENERAL DE NORMAS.
MIGUEL AGUILAR ROMO
NMX-AA-028-SCFI-2001
ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA
BIOQUÍMICA DE OXÍGENO EN AGUAS NATURALES,
RESIDUALES (DBO
5) Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE
PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-028-1981)
WATER ANALISYS - DETERMINATION OF THE BIOCHEMICAL
OXYGEN DEMAND IN NATURAL, WASTEWATERS (BOD
5) AND
NMX-AA-028-SCFI-2001
SECRETARÍA DE ECONOMÍA
DGN
P R E F A C I O
En la elaboración de la presente norma mexicana participaron las siguientes empresas e instituciones:
- CASA ROCAS, S.A. DE C.V.
- CENTRO DE SERVICIOS QUÍMICOS DE AGUASCALIENTES - CENTRO NACIONAL DE METROLOGÍA
- COMISIÓN ESTATAL DE AGUA Y SANEAMIENTO - COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD
- COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA
- COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN AL AMBIENTE
- CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES - FISHER SCIENTIFIC MEXICANA, S.A. DE C.V.
- GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL
Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica; Dirección General de Normatividad y Apoyo Técnico. - INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO
NMX-AA-028-SCFI-2001
SECRETARÍA DE ECONOMÍA
DGN
- INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas.
- INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES Campus Monterrey.
- LABORATORIO DE ECOLOGÍA INDUSTRIAL, S.A. DE C.V.
- LABORATORIO DE PEMEX PERFORACIÓN Y MANTENIMIENTO DE POZOS
- LABORATORIO DE QUÍMICA DEL MEDIO E INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO IDECA, S.A. DE C.V.
- LABORATORIO QUÍMICO INDUSTRIAL, S.A. DE C.V.
- LABORATORIOS ABC QUÍMICA, INVESTIGACIÓN Y ANÁLISIS, S.A. DE C.V.
- MERCK- MÉXICO, S.A. DE C.V. - NOVAMANN, S.A. DE C.V.
Laboratorio Control Químico.
- PERKIN ELMER DE MÉXICO, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA CANGREJERA, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA MORELOS, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA PAJARITOS, S.A. DE C.V.
NMX-AA-028-SCFI-2001
SECRETARÍA DE ECONOMÍA
DGN
- SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES Instituto Mexicano de Tecnología del Agua.
- SECRETARÍA DE SALUD
- SERVICIOS AMBIENTALES MULTIPLES E INGENIERÍA, S.A. DE C.V. - SERVICIOS DE INGENIERÍA Y CONSULTORÍA AMBIENTAL, S.A. DE
C.V.
- SISTEMA INTERMUNICIPAL DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO
- UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA Unidad Azcapotzalco.
- UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Química;
Instituto de Geofísica; Instituto de Ingeniería. - VARIAN, S.A. DE C.V.
ÍNDICE DEL CONTENIDO
NMX-AA-028-SCFI-2001
SECRETARÍA DE ECONOMÍA
DGN
0 Introducción 1
1 Objetivo y campo de aplicación 1
2 Referencias 2
3 Principio del método 2
4 Definiciones 2
5 Reactivos y patrones 7
6 Equipo y materiales 9
7 Recolección, preservación y almacenamiento de muestras 10
8 Control de calidad 10 9 Calibración 11 10 Procedimiento 11 11 Cálculos 16 12 Interferencias 17 13 Seguridad 17 14 Manejo de residuos 18 15 Bibliografía 19
SECRETARIA DE COMERCIO
Y
FOMENTO INDUSTRIAL
NORMA MEXICANA
NMX-AA-071-1981
“ANALISIS DE AGUA-DETERMINACION DE PLAGUICIDAS
ORGANOCLORADOS.-METODO DE CROMATOGRAFIA DE
GASES”
“ANALYSIS OF WATER-DETERMINATION OF ORGANOCHLORINE
PESTICIDES GAS CHROMATOGRAPHY METHOD”
NMX-AA-71-1981 PREFACIO
En la elaboración de esta norma participaron los siguientes organismos e instituciones:
- SECRETARIA DE AGRICULTURA Y RECURSOS HIDRAULICOS.-
Dirección General de Protección y Ordenación Ecológica.
- SECRETARIA DE SALUBRIDAD Y ASISTENCIA.-
Departamento de Vigilancia de Aguas Receptoras.
- COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD.- Laboratorio.
- LABORATORIOS NACIONALES DE FOMENTO INDUSTRIAL.-
Departamento de Contaminación.
- FERTILIZANTES MEXICANOS, S.A.- Subgerencia de Investigación.
- INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL.- Centro de Investigación y de
Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional.- Laboratorio de Toxicología Analítica y Química Ambiental.- Departamento de Farmacología.
NMX-AA-71-1981 “ANALISIS DE AGUA-DETERMINACION DE PLAGUICIDAS
ORGANOCLORADOS.-METODO DE CROMATOGRAFIA DE GASES” “ANALYSIS OF WATER-DETERMINATION OF ORGANOCHLORINE
PESTICIDES GAS CHROMATOGRAPHY METHOD”
1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION
La presente Norma Oficial Mexicana establece el método para la determinación de plaguicidas organoclorados por cromatografía de gases en aguas naturales y residuales.
2 REFERENCIAS
Esta Norma se complementa con las Normas Mexicanas en vigor:
NOM-AA-003 “Aguas residuales.- Muestreo”.
NOM-AA-014 “Cuerpos receptores.- Muestreo”.
NOM-BB-014 “Clasificación y tamaños nominales para utensilios de vidrio
usados en el laboratorio”.
NOM-Z-001 “Sistema general de unidades de medida.- Sistema (SI) de
unidades”.
NOM-K-370 “Plaguicidas.- Clasificación toxicóloga”.
3 RESUMEN DEL METODO
El método consiste en la extracción por partición con un solo disolvente orgánico, de los plaguicidas presentes en el agua y su posterior separación y purificación por cromatografía en columna. Finalmente su cualificación y cuantificación se hace por cromatografía gas - líquido usando un detector de captura de electrones.
4 DEFINICIONES
Para los efectos de esta norma se establecen las siguientes definiciones:
4.1 Plaga
Es cualquier tipo de vida animal o vegetal (insecto, roedor, nemátodo, hongo, maleza, etc.), que afecta la salud y/o bienestar del hombre e impide el mayor aprovechamiento de los animales y plantas que le son útiles.
NMX-AA-71-1981
4.2 Plaguicidas
Cualquier sustancia o mezcla de sustancias que se destine a destruir, controlar, evitar, atenuar o repeler la acción de cualquier plaga.
4.3 plaguicidas organoclorado
Compuesto químico de estructura molecular orgánica variable que contiene cloro.
4.4 Disolvente grado plaguicida
Un disolvente orgánico se considera grado plaguicida o nanogrado, si el cromatograma obtenido en un cromatógrafo gas - líquido con detector de captura de electrones, al concentrarse cien veces no presenta picos.
5 REACTIVOS
Los reactivos que a continuación se mencionan deben ser grado plaguicida menos que se indique otra cosa. Cuando se hable de agua se debe entender agua destilada. Su manejo debe realizarse en materiales de vidrio.
5.1 Hexano (C6H14)
5.2 Eter de petróleo punto de ebullición 303 K - 333 K (30 0C – 60 0C)
5.3 Benceno (C6H6) 5.4 Cloroformo (CH3Cl) 5.5 Acetona (CH3 - CO - CH3) 5.6 Cloruro de metileno (CH2Cl2) 5.7 Iso-octano (C8H18) 5.8 Heptano (C7H16) 5.9 Tolueno (C6H5CH3)
5.10 Florisil para cromatografía en columna malla 60/100.
5.11 Sulfato de sodio granular y anhídro (Na2SO4) grado analítico.
5.12 Agua grado plaguicida (ver inciso 9.3.2).
5.13 Plaguicidas organoclorados (98% al 100% de pureza).
NMX-AA-71-1981 5.13.2 Lindano ( β - HCH) 5.13.3 Hepatocloro. 5.13.4 Epóxido de heptacloro. 5.13.5 Dieldrin. 5.13.6 Endrin.
5.13.7 Dicloro difenil etano (DDE).
5.13.8 DDD ó TDE.
5.13.9 Keltano o dicofol.
5.13.10 Metoxicloro.
5.13.11 Toxafeno.
6 PREPARACION DE LOS PATRONES DE PLAGUICIDAS
ORGANOCLORADOS
NOTA 1: Usar guantes desechables de hule o plástico y mascarilla al preparar
todos los patrones analíticos ya que al contacto con la piel, ingestión o inhalación de los plaguicidas concentrados puede causar trastornos graves o la muerte.
6.1 Determinar la masa de 25 mg del patrón en la microbalanza analítica y
aforar a 25 cm 3 con iso-octano como disolvente, esta solución da una concentración de
1 x 10-3 g/ cm³, tomar 1 cm³ de esta solución y aforar a 100 cm³ con el mismo
disolvente, en esta dilución se tiene una concentración de 1 x 10-5 g/ cm³.
NOTA 2: El iso-octano tiene un punto de ebullición cercano a 373 K (100 0C) lo
cual reduce la evaporación en los matraces de las soluciones de plaguicidas que continuamente se están abriendo.
6.2 De esta ultima solución (6.1) tomar 1 cm³ y aforar a 50 cm³ con hexano
para obtener una concentración de 2 x 10-7 g/ cm³. Finalmente preparar una dilución de 2 x 10-8 g/ cm³ tomando 1 cm³ de la dilución y aforándola a 10 cm³ con hexano.
NOTA 3: Tanto los patrones de plaguicidas como las mezclas de éstas, se deben conservar en un congelador a 258 K (-15 0C). Estas soluciones sólo son útiles durante 6 meses.
NMX-AA-71-1981
7 MATERIALES Y EQUIPO
7.1 Material
Todo el material de vidrio que se emplee en la determinación de residuos de plaguicidas se debe lavar como se indica a continuación:
Lavar el material de vidrio con agua y detergente neutro, enjuagarlo con abundante agua de la llave y sumergirlo en mezcla crómica para eliminar las impurezas orgánicas. Enjuagar sucesivamente con agua de la llave, con agua destilada y acetona grado analítico, secar en un horno a 403 K (130 0C).
El material así lavado se tapa con papel aluminio y se guarda hasta el momento de su uso.
NOTA 4: Todo el material inmediatamente antes de usarse, debe enjuagarse con
acetona y hexano grado plaguicida.
7.1.1 Material común de laboratorio.
7.1.2 Botellas de vidrio para muestreo con capacidad de un dm³ y con tapón
con contratapa de teflón.
7.1.3 Embudos de separación con capacidad de 2 dm³, con llave de teflón.
7.1.4 Columna cromatográfica de 19 mm de diámetro interior, 40 cm de
longitud y con llave de teflón.
7.1.5 Microjeringas de 10 µ dm³ de capacidad para cromatógrafo de gases.
7.1.6 Pipetas pasteur o transfer.
7.1.7 Tubos de centrífuga graduados de 15 cm³ con tapón esmerilado.
7.1.8 Micro espátula de acero inoxidable.
7.1.9 Frascos Winkler.
7.1.10 Rollo de parafilm.
7.2 Equipo
7.2.1 Cromatógrafo de gases equipado con:
7.2.1.1 Detector de captura de electrones (tritio o nickel 63).
7.2.1.2 Registrador con diferentes velocidades compatible con el detector y
NMX-AA-71-1981
7.2.1.3 Columna cromatográfica para cromatógrafo gas-líquido, de vidrio, de
180 cm de longitud por 4 mm de diámetro interior.
7.2.1.4 Línea de la fase móvil o (gas acarreador) con un cartucho de secado con
tamiz molecular de 4 A.
7.2.2 Evaporador rotatorio.
7.2.3 Microbalanza analítica con una precisión de 0.01 mg.
7.2.4 Mufla con control de temperatura.
7.2.5 Refrigerador con congelación a una temperatura de 253 K (-20 0C).
8 MUESTREO
El muestreo se efectúa, según sea el caso, como se indica en las normas NOM-AA-003 ó NOM-AA-014 en vigor.
8.1 Muestrear con un recipiente de vidrio de un dm³ con tapón con
contratapa de teflón. La muestra se toma únicamente en la superficie del cuerpo receptor que se vá a analizar. En caso de muestras de aguas profundas se debe utilizar para el muestreo frascos Winkler.
8.2 Conservar las muestras durante el transporte a 277 K (4 0C).
8.3 Conservar las muestras en refrigeración a la misma temperatura.
9 PURIFICACION DE LOS REACTIVOS
9.1 Florisil
9.1.1 Activación del florisil
Determinar la masa de 500 g de florisil, transferirlos a un vaso de precipitados y adicionar lentamente la suficiente agua desionizada para cubrirlos, dejar reposar la suspensión 5 minutos y homogeneizar con movimientos circulares.
Filtrar a través de un embudo Búckner acoplado a un kitazato sin vacío; enjuagar 4 veces más con agua desionizada y finalmente succionar con ayuda de vacío el agua que quede. Transferir el florisil húmedo a cápsulas de porcelana y calentar durante 2 h en una mufla a 923 K (650 0C). Después colocarlo en charolas pyrex y calentar durante 18 h a 383 K (110 0C). Finalmente, transferir el florisil a frascos de vidrio ámbar, sellar con
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9.1.2 Desactivación del florisil
Determinar la masa de 100 g de florisil activado, en un matraz balón de 300 cm³ con boca esmerilada 24/40, adicionar 3 cm³ de agua grado plaguicida gota a gota, distribuyéndola en la superficie del florisil uniformemente. Después, homogeneizar con la ayuda del evaporador rotatorio durante 15 minutos a temperatura y presión ambiente. Transferir el florisil desactivado a un frasco de vidrio ámbar y sellar con parafilm. NOTA 5: Preparése la desactivación del florisil inmediatamente antes de usarse. El florisil desactivado así preparado está en condiciones de usarse durante una semana únicamente.
9.2 Sulfato de sodio
Determinar la masa de 300 g de sulfato de sodio, transferirlos a cápsulas de porcelana y calentar a 933 K (660 0C) en una mufla durante 48 horas. Enfriar en una estufa a 383 K
(110 0C), transferir a frascos de vidrio ámbar, sellar con parafilm y almacenar a
temperatura ambiente.
9.3 Disolventes
9.3.1 Prueba de pureza
A 100 cm³ del disolvente que se desea probar, añadir 4 gotas de iso-octano y concentrar a 1 cm³ con ayuda del evaporador rotatorio. En el caso de la acetona, cloroformo, cloruro de metileno, tolueno y benceno se deben llevar a sequedad y añadir aproximadamente 1 cm³ de hexano. Posteriormente inyectar en el cromatógrafo de 3 a 5 µ dm³ de las porciones obtenidas, según se indica en el inciso 11.
NOTA 6. Un buen disolvente es aquel que al inyectar de 3 a 5 µ dm³ da un cromatograma con cero de interferencias usando el detector de captura de electrones.
9.3.2 Agua grado plaguicida
Colocar 1 dm³ de agua en un embudo de separación de 2 dm³ y agregar 100 cm³ de cloroformo, agitar durante 5 minutos para llevar a cabo la extracción de las impurezas. Dejar reposar hasta que se separen las fases y eliminar la fase orgánica. Añadir 100 cm³ de benceno, agitar vigorosamente durante 5 minutos, dejar reposar y eliminar la fase orgánica. Finalmente agregar 100 cm³ de hexano, agitar 5 minutos y dejar separar las fases. Transferir el agua así purificada a un frasco de vidrio previamente lavado como se indica en el inciso 7.1 y desechar el hexano.
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10 PREPARACION DE LAS MUESTRAS
10.1 Para el control del método de extracción y purificación se efectúa en
iguales condiciones y simultáneamente tres muestras: un blanco, un duplicado y una muestra de concentración conocida de plaguicidas organoclorados. Así mismo preparar un estandar de recuperación colocando en un tubo de centrífuga graduado de 15 cm³ la misma cantidad de solución de plaguicidas organoclorados que se usa en la preparación de la muestra de concentración conocida. Guardar este tubo en el congelador a 253 K (-20 0C) hasta la terminación de la preparación de las muestras y en ese momento llevarlo al mismo volumen de la muestra de concentración conocida de plaguicidas organoclorados.
10.2 Extracción
10.2.1 Medir en una probeta un dm³ de la muestra y transferirla a un embudo de separación de 2 dm³.
10.2.2 Agregar 100 cm³ de hexano y agitar vigorosamente al embudo durante 3
minutos, dejar reposar hasta que se separen las fases. Si se forma una emulsión añadir 5 cm³ de una solución saturada de sulfato de sodio.
10.2.3 Drenar la fase acuosa a la probeta empleada para medir la muestra.
10.2.4 Pasar la fase orgánica a través de una columna que contenga una capa de 5 cm de altura de sulfato de sodio pretratado (9.2) recibir la fase orgánica en un matraz de fondo redondo de 500 cm³.
10.2.5 Transferir nuevamente el agua de la probeta al embudo de separación,
repetir desde el inciso 10.2 con porciones de 50 cm³ de hexano dos veces y colectar los extractos de hexano en el matraz de 500 cm³.
10.2.6 Concentrar lentamente los extractos obtenidos de 1 a 2 cm³ con ayuda de
vacío en un evaporador rotatorio.
10.3 Purificación
10.3.1 En una columna cromatográfica (7.1.4) colocar un tapón de lana de vidrio en el fondo y enjuagar con acetona y hexano, añadir 2 cm de altura desulfato de sodio pretratado golpeando ligeramente la columna para tener una superficie uniforme. Siguiendo el mismo procedimiento agregar 15 g de florisil desactivado al 3% y en la parte superior añadir nuevamente 2.5 cm de altura de sulfato de sodio pretratado.
10.3.2 Con una pipeta Pasteur transferir cuantitativamente el concentrado
(10.2.6) a la columna preparada en 10.3.1 de la siguiente manera:
10.3.2.1 Pasar el contenido de un recipiente a otro usando una pipeta Pasteur.
10.3.2.2 Enjuagar el primer recipiente con 2 cm³ de hexano y transferir al segundo
NMX-AA-71-1981
10.3.2.3 Esperar a que el disolvente baje a 1 mm de la superficie de la capa
superior del sulfato entre cada enjuague.
NOTA 7: Nunca permitir que la columna se seque.
10.3.2.4 Enseguida del último lavado eluir el extracto que se encuentra en la
columna con 200 cm³ de una mezcla benceno-hexano (1:1). Dejar escurrir el disolvente por la pared de la columna para que no se altere la superficie del sulfato de sodio y recoger el eluato en un matraz balón de 500 cm³ con boca esmerilada 24/40.
10.3.2.5 Concentrar lentamente el eluato hasta aproximadamente 1 cm³ con ayuda
de vacío en un evaporador rotatorio.
10.3.2.6 Transferir el concentrado anterior cuantitativamente, como se menciona en los incisos 10.3.2.1 a 10.3.2.2, a un tubo de centrífuga graduado de 15 cm³ hasta completar un volumen de 10 cm³.
11 PROCEDIMIENTO
El análisis cromatográfico consiste en identificar los plaguicidas organoclorados presentes en la muestra problema de acuerdo a su tiempo de retención. Se inyectan en el cromatógrafo alternadamente de 2 a 3 µ dm³ de las muestras a analizar y los patrones individuales de los plaguicidas bajo las condiciones de operación adecuadas al tipo de aparato con el que se este trabajando.
11.1 Cualificación
Inyectar primero el blanco, el estándar de recuperación y la muestra de concentración conocida de plaguicidas organoclorados, enseguida, inyectar en forma alternada las muestras problema y los patrones individuales de los plaguicidas cuando menos en dos columnas cromatográficas de empaque con polaridad diferente para identificar con seguridad los compuestos organoclorados que tienen cada una de las muestras.
11.2 Cuantificación
La cuantificación se efectúa usando cualquiera de las dos columnas cromatográficas empleadas en el inciso 11.1. Así, simultáneamente se confirma la identidad de cada plaguicida. La cuantificación se hace relacionando las alturas de los picos de las muestras con las alturas de los picos de las soluciones patrón utilizando la siguiente fórmula:
mg Am Vie . Ce . X ATm --- = --- . --- . --- .10-6 dm³ Ae Vim . Vm Ate
En donde:
NMX-AA-71-1981 Ae = Altura del pico del patrón, en cm
Vie = Volumen inyectado del patrón, en µ dm³ Vim= Volumen inyectado de la muestra, en µ dm³ Ce = Concentración del patrón, en g/ cm³
X = Volumen de dilución de la muestra extraída, en cm³ Vm = Volumen inicial de la muestra, en cm³
ATm = Atenuación del amplificador en la muestra ATe = Atenuación del amplificador en el patrón 106 = Constante para transformar de g/ cm³ a mg/ dm³
Cuando se trabaja a una misma atenuación no es necesario poner estos factores en la fórmula.
12 INFORME
Debe incluir lo siguiente:
- Identificación completa de la muestra
- Referencia a este método de prueba
- Plaguicidas organoclorados, en cm g/ dm³
- Fecha de la prueba.
13 BIBLIOGRAFIA
- Analytical Methods Manual.- 1979.
- Inland Waters Directorate.- Water Quality Branch.- Ottawa Canada.
- Standard Methods for Examination of Water and Wastewater.- Amaerican
Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), Water pollution Control Federation (WPCF).- 14th Edition.
NMX-AA-71-1981
14 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES
No concuerda con ninguna por no existir norma internacional sobre el tema. .México, D.F., Enero 28, 1981
EL DIRECTOR GENERAL
SECRETARIA DE COMERCIO
Y
FOMENTO INDUSTRIAL
NORMA MEXICANA
NMX-AA-053-1981
ANALISIS DE AGUAS - DETERMINACION DE MATERIA
EXTRACTABLE CON CLOROFORMO
ANALYSIS OF WATER - DETERMINATION OF EXTRACTABLE -
MATTER WITH CHLOROFORM
NMX-AA-053-1981 PREFACIO
En la elaboración de esta Norma participaron los siguientes organismos e instituciones:
- SECRETARIA DE SALUBRIDAD Y ASISTENCIA.-
Subsecretaría de Mejoramiento del Ambiente.- Dirección de Saneamiento del Agua.
- SECRETARIA DE AGRICULTURA Y RECURSOS HIDRAULICOS.-
Centro de Investigación y Entrenamiento para Controlar la Calidad del Agua.
- COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD.
Laboratorio.
- FERTILIZANTES DE MEXICO, S.A. DE C.V.
Subgerencia de Investigación.
- LABORATORIOS NACIONALES DE FOMENTO INDUSTRIAL.-
NMX-AA-053-1981
ANALISIS DE AGUAS - DETERMINACION DE MATERIA EXTRACTABLE CON CLOROFORMO
ANALYSIS OF WATER - DETERMINATION OF EXTRACTABLE - MATTER WITH CHLOROFORM
1 OBJETIVO
Esta Norma establece el método gravimétrico para la determinación de materia orgánica susceptible de ser extraída con cloroformo.
2 CAMPO DE APLICACION
Este método es aplicable en aguas residuales y naturales (superficiales y marinas).
3 PRINCIPIO
El método se basa en la solubilidad diferencial que presentan algunos compuestos orgánicos presentes en el agua hacia un disolvente polar, como es el caso del cloroformo. Este se pone en íntimo contacto con la muestra para extraer la materia orgánica la cual es cuantificable gravimétricamente.
4 REFERENCIAS
Esta Norma se complementa con las Normas Oficiales Mexicanas en vigor siguientes:
NMX-AA-3 Aguas residuales.- Muestreo.
NMX-AA-14 Cuerpos receptores.- Muestreo.
NMX-BB-14 Clasificación y tamaños nominales para utensilios de vidrio
usados en laboratorio.
NMX-Z-1 Sistema general de unidades.- Sistema (SI) de unidades.
5 DEFINICIONES
Extractables con cloroformo: fracción orgánica soluble en cloroformo que comprende aceites pesados, grasas, trazas de fenoles, polímeros naturales y sintéticos, resinas (asfaltenos y carbenos) y productos de descomposición del tanino (ácido tánico).
NMX-AA-053-1981
6 REACTIVOS
Los reactivos que a continuación se mencionan deben ser grado analítico, cuando se hable de agua se debe entender agua destilada y/o desionizada.
6.1 Cloroformo (CHCl3)
6.2 Acido Clorhídrico (HCl) 1:1
7 APARATOS
7.1 Embudo de separación de 1000 cm³ provisto de válvulas de teflón.
7.2 Papel filtro Whatman No. 1
7.3 Parrilla eléctrica con control de temperatura 7.4 Balanza analítica con sensibilidad de 0.1 mg
7.5 Estufa
7.6 Material común de laboratorio
8 PREPARACION Y CONSERVACION DE LA MUESTRA
8.1 Las muestras deben colectarse en recipientes de vidrio y pueden conservarse hasta por 24 horas, manteniéndolas en refrigeración a 277 K (4°C)
9 PROCEDIMIENTO
9.1 Tomar 800 cm³ de la muestra y transferir a un embudo de separación de 1000 cm³ (Ver Apéndice 12.1)
9.2 Agregar HCl 1:1, hasta tener el pH en un ámbito de 3 a 4.
9.3 Adicionar 40 cm³ de cloroformo y tapar el embudo perfectamente. Agitar vigorosamente durante 5 minutos, destapando periódicamente el embudo para aliviar la presión interna.
9.4 Dejar reposar el tiempo necesario para la separación de las fases (Ver Apéndice 12.2).
9.5 Drenar la fase orgánica a un embudo de tallo corto, sobre el cual se coloca el papel filtro.
9.6 Recibir el filtrado en un vaso de precipitados de 200 cm³, previamente puesto a masa constante.
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9.7 Agregar otros 20 cm³ de cloroformo al embudo de separación y repetir los pasos
descritos de 9.3 a 9.6.
9.8 Lavar el papel filtro con dos porciones de cloroformo de 10 cm³ cada una, colectándolas con los extractos filtrados.
9.9 En una parrilla eléctrica evaporar paulatinamente el extracto a 313 K (405°C) - 333 K (605°C) hasta tener un volumen de 5 a 10 cm³.
9.10 Secar el extracto en una estufa a 378 K ± 2 K (105 ± 2°C) durante una hora. 9.11 Enfriar en un desecador durante 20 minutos y determinar la masa.
10 PRUEBA TESTIGO
Medir 80 cm³ de cloroformo, transferir a un vaso de precipitados de 200 cm³ previamente secado y puesto a masa constante, y proceder como se describe de 9.9 a 9.11 con el objeto de determinar su residuo.
11 CALCULOS
La concentración de materia extractable con cloroformo se calcula con la siguiente fórmula:
B - C
A= x 100
V en donde:
A= materia extractable con cloroformo, en mg/dm³
B= diferencia de masa del recipiente con el residuo de la muestra, menos el recipiente vacío, en mg.
C= diferencia de masa del recipiente con el residuo del testigo, menos el recipiente vacío, en mg.
V= volumen de la muestra, en cm³.
12 APENDICE
12.1 En caso de muestras que presenten bajo contenido de extractables con el cloroformo, se recomienda tomar el doble de la muestra y de los reactivos o en su defecto repetir el procedimiento con volúmenes de 800 cm³ tantas veces como sea necesario acumulando los extractos para obtener una determinación gravimetrica confiable.
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12.2 Si se forman emulsiones mas o menos estables que impidan la correcta separación de las fases, se pueden eliminar introduciendo por la parte superior del embudo, una varilla de vidrio provista de un "gendarme" y agitando cuidadosamente.
13 BIBLIOGRAFIA
13.1 Annual Book of ASTM Standards. American Society for Testing and Materials. Part 23, Water Philadelphia Pa, 1972, 190
13.2 Rodier J. Analysis of Water. Ist. Edition. John Wiley and Sons. New York, N.Y. 1975. 325-326.
14 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES
No concuerda con ninguna Norma Internacional por no existir sobre el tema.
México, D.F., Junio 19, 1980 EL DIRECTOR GENERAL
DR. ROMAN SERRA CASTAÑOS.
NMX-AA-050-SCFI-2001
CDU: 62.001.4:543.3:547.56 CANCELA A LAS NMX-AA-050-1981
ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE FENOLES
TOTALES EN AGUAS NATURALES, POTABLES, RESIDUALES
Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA
A LA NMX-AA-050-1981)
WATER ANALISIS - DETERMINATION OF TOTAL PHENOLS IN
NATURAL, DRINKING, WASTEWATERS AND WASTEWATERS
TREATED - TEST METHOD
0 INTRODUCCIÓN
Los fenoles, definidos como hidroxiderivados del benceno y sus núcleos condensados, pueden estar presentes en las aguas residuales domésticas e industriales (desinfectantes, fungicidas, germicidas y conservadores), en las aguas naturales y en los suministros de agua potable. La cloración de tales aguas pueden producir clorofenoles olorosos, que producen mal sabor y que son carcinogénicos. Los procesos de eliminación de los fenoles en el tratamiento del agua incluyen la supercloración, tratamiento con dióxido de cloro o cloramina, la ozonización y adsorción con carbón activado. Para poder realizar de manera adecuada esta eliminación, el prevenir problemas y daños a los ecosistemas, así como de evitar los riesgos a la salud humana es muy importante el conocer cuantitativamente la presencia de éstos.
1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Esta norma mexicana establece el método para la determinación de fenoles totales en aguas naturales, residuales y residuales tratadas.
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2 PRINCIPIO DEL MÉTODO
El método esta basado en la destilación de los fenoles y la subsecuente reacción de estos con 4-aminoantipirina a un pH de 10 ± 0.1 en presencia de ferricianuro de potasio, formando compuestos de un color amarillo intenso a rojo, los cuales son extraídos de la disolución acuosa con cloroformo midiendo su absorbancia a una longitud de onda de 460 nm o bien leer directamente el complejo formado a 510 nm. Este método cubre intervalos de concentración de 0,001mg/L a 0,250 mg/L y 0,5 mg/L.
3 DEFINICIONES
Para los propósitos de esta norma se establecen las siguientes definiciones: 3.1 Aguas naturales
Se define como agua natural el agua cruda, subterránea, de lluvia, de tormenta, residual y superficial.
3.2 Aguas residuales
Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, agrícolas, pecuarias, domésticos y similares, así como la mezcla de ellas.
3.3 Análisis de blanco analítico
Es el someter una alícuota de agua reactivo a todo el proceso de análisis por el cual pasa una muestra real. Los laboratorios deben realizar los análisis de blancos para corregir la señal de fondo del sistema de medición. El análisis de blancos se realizará en forma periódica o con cada lote de muestras según lo requiera el método.
3.4 Bitácora
Cuaderno de laboratorio debidamente foliado e identificado, en el cual los analistas anotan todos los datos de los procedimientos que siguen en el análisis de una muestra, así como todas las informaciones pertinentes y relevantes a su trabajo en el laboratorio. Es a partir de dichas bitácoras que los inspectores pueden reconstruir el proceso de análisis de una muestra tiempo después de que se llevó a cabo.
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Agua reactivo o matriz equivalente a la que no se le aplica ninguna parte del procedimiento analítico y sirve para evaluar la señal de fondo.
3.6 Blanco analítico o de reactivos
Agua reactivo o matriz equivalente que no contiene, por adición deliberada, la presencia de ningún analito o sustancia por determinar, pero que contiene los mismos disolventes, reactivos y se somete al mismo procedimiento analítico que la muestra problema.
3.7 Calibración
Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones, efectuando una corrección del instrumento de medición para llevarlo a las condiciones iniciales de funcionamiento.
3.8 Descarga
Acción de verter, infiltrar o depositar o inyectar aguas residuales a un cuerpo receptor en forma continua, intermitente o fortuita, cuando éste es un bien del dominio público de la Nación.
3.9 Desviación estándar experimental
Para una serie de n mediciones del mismo mensurando, es la magnitud s que caracteriza la dispersión de los resultados, dado por la fórmula:
Cx
Ax
B
C
N
m L g=
− ) / (µ
En donde xi es el resultado de la i-ésima medición y x es la media aritmética de los n
resultados considerados.
3.10 Disolución estándar
Disolución de concentración conocida preparada a partir de un patrón primario.
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Corresponde a la disolución de máxima concentración en un análisis. Es a partir de esta disolución que se preparan las disoluciones de trabajo.
3.12 Exactitud
Proximidad de concordancia entre el resultado de una medición y un valor verdadero del mensurando.
3.13 Límite de cuantificación del instrumento
Concentración mínima del analito en una muestra y que puede ser determinada con precisión y exactitud aceptables bajo las condiciones de operación establecidas. 3.14 Límite de detección del instrumento
Concentración mínima del analito en una muestra y que puede ser cuantificada con precisión y exactitud aceptables bajo las condiciones de operación establecidas en el instrumento.
3.15 Límite de cuantificación del método (LCM)
Es la menor concentración de un analito o sustancia en una muestra que puede ser cuantificada con precisión y exactitud aceptables bajo las condiciones en que se lleva a cabo el método.
3.16 Límite de detección del método (LDM)
Es la mínima concentración de un analito o sustancia en una muestra, la cual puede ser detectada pero no necesariamente cuantificada bajo las condiciones en que se lleva a cabo el método.
3.17 Material de referencia
Material o substancia en el cual uno o mas valores de sus propiedades son suficientemente homogéneas y bien definidas, para ser utilizadas para la calibración de aparatos, la evaluación de un método de medición, o para asignar valores a los materiales.
3.18 Material de referencia certificado
Material de referencia, acompañado de un certificado, en el cual uno o más valores de las propiedades están certificados por un procedimiento que establece la trazabilidad a una realización exacta de la unidad en la cual se expresan los valores de la propiedad, y en el que cada valor certificado se acompaña de una incertidumbre con un nivel declarado de confianza.
