ESCUELA NORMAL DE ZUMPANGO
LICENCIATURA EN EDUCACIÓN
PRIMARIA
CURSO DE CIENCIAS NATURALES
“LOS DETERGENTES PROVOCANDO CAMBIOS EN EL AGUA”
TITULAR DE GRUPO:
MAURO PORFIRIO NORIEGA ROJAS
DOCENTES EN FORMACIÓN:
JESSICA SAGRARIO ENCISO DONIS
CLARA IVONE IÑIGUEZ MARTINEZ
ARAI ALEJANDRA SANCHEZ
HERNANDEZ
GABRIEL RODRIGUEZ DIAZ
TERCER. SEMESTRE GRUPO
“2”
INTRODUCCIÓN
Agua, es el nombre común que se aplica al estado
líquido del compuesto de hidrogeno y oxígeno. Es así, que los antiguos
filósofos consideraban el agua como un elemento básico que representaba a todas
las sustancias liquidas. Mientras que los científicos no descartaron esta idea
hasta la última mitad del siglo XVIII.
Fue entonces que, en 1871 el químico británico
Henry Cavendish sintetizó agua detonando una mezcla de hidrogeno y aire. Sin
embargo, los resultados de este experimento no fueron interpretados claramente
hasta dos años más tarde, cuando el químico francés Antoine Laurent de
Lavoisier propuso que el agua no era un elemento sino un compuesto de oxigeno e
hidrogeno.
En un documento científico presentado en 1804, el
químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista alemán Alexander Von
Humboldt demostraron conjuntamente que el agua consistía en dos volúmenes de
hidrogeno y uno de oxígeno, tal como se expresa en la formula actual H2O.
El agua es el compuesto más importante para la
mayoría de los seres vivos en especial para las plantas y los animales pues en
su mayoría estamos compuestos de ella, y es sumamente necesario para todos los
procesos vitales.
Aunque se habla mucho de importancia del agua, no
hay una verdadera conciencia social sobre el cuidado que debemos tener para no
desperdiciar el agua.
En el presente trabajo se tratan las formas en que
se puede contaminar el agua y también diversos métodos de purificación, que hoy
en día tienen que ser más efectivos para el tratamiento de las aguas residuales.
PROBLEMÁTICA
Incorporación al agua de materias extrañas, como
microorganismos, productos químicos, residuos industriales y de otros tipos, o
aguas residuales. Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen
inútil para los otros.
PREGUNTA GENERADORA
•
¿Cuáles son las causas y consecuencias de las
excesivas alteraciones presentes en el agua por el uso inmoderado de los
detergentes?
EL
AGUA
El agua dulce está concentrada en lagos, lagunas y
ríos en una proporción que no llega al 0.5 % del agua total presente en la
biosfera. Y una proporción de esta agua está contaminada por el vertido
indiscriminado de residuos generados por la actividad del hombre en centros
urbanos, industriales o agrícola-ganaderos.
Un curso de agua se considera contaminado o
polucionado cuando la composición o estado de sus aguas es modificado por la
actividad del hombre de forma directa o indirecta, de manera que disminuye la
facilidad de uso para lo que está destinado en estado natural.
CONTAMINACIONES
BÁSICAS DE LAS AGUAS DULCES:
-Contaminación por sales solubles.
-Contaminación de origen natural.
-Contaminación química:
· Por
detergentes.
· Por
fertilizantes
· Por sales
minerales
· Por metales
pesados
· Por fenoles
· Por productos
fitosanitarios.
-Contaminación orgánica de origen urbano.
-Contaminación térmica.
-Contaminación por residuos radioactivos.
Nos
centraremos en la contaminación por sustancias orgánicas de síntesis: los detergentes.
¿A
QUÉ SE DENOMINA DETERGENTE?
Un detergente (del latín “detergere”: limpiar) es
un producto que tiene la capacidad de limpiar. Se caracteriza por poder
disminuir la tensión superficial de los líquidos en los que se disuelve.
A esta definición se le han propuesto unas más
generales como la de tensoactivo, “surfactif”, syndet o tensido. Un “surfactif”
se puede definir como un compuesto químico que, disuelto o puesto en suspensión
en un líquido, es absorbido preferentemente a una interfaz, lo que determina un
conjunto de propiedades fisicoquímicas o químicas de interés práctico. La
molécula de un compuesto comporta al menos, un grupo susceptible de asegurar
una afinidad hacia las superficies polares, inducir con frecuencia a la
solubilización en el agua y un radical que tiene poca afinidad con el medio
hídrico. Esta estructura permite la modificación de ciertas propiedades
fisicoquímicas a nivel de contacto sólido-líquido y la disminución de tensiones
superficiales. Esta acción constituye el factor esencial en las operaciones de
limpieza.
LOS
DETERGENTES ESTÁN FORMADOS POR PRINCIPIOS ACTIVOS CONSTITUIDOS POR:
- agentes de superficie (catiónicos, aniónicos, no
iónicos y anfipróticos).
-adyuvacentes (polifosfatos, carbonatos, derivados
del ácido nitrilotriacético), que mejoran la acción detersiva de los
tensoactivos y ablandan el agua por formación de complejos solubles con Ca2+ y
Mg2+
-reforzadores (alcalinoamidas, óxidos de aminas).
-aditivos (perboratos secuestrantes, colorantes,
perfumes, agentes de blanqueo, inhibidores de corrosión, agentes bactericidas).
- cargas (agua, alcohol, sulfato sódico)
-enzimas.
Un detergente es pues, un compuesto químico con una
estructura bastante compleja que tiene la propiedad de disolverse fácilmente en
el agua; y se caracteriza por su capacidad limpiadora, ya que es capaz de
arrancar la suciedad.
EL
DETERGENTE DOMÉSTICO COMO CONTAMINANTE MÁS ACTIVO:
Se podría definir el detergente “doméstico” como
una sustancia utilizada en la limpieza por sus propiedades tensoactivas y
emulsionantes, puesto que puede solubilizar sustancias insolubles en agua como
grasas y aceites.
Estos detergentes deben ser eficaces ante un primer
grupo de manchas grasas, que determinan su poder detergente; un segundo grupo
de manchas proteínicas y amiláceos, como la sangre, cacao, leche, hierba o
almidón, con las que se comprueba su poder enzimático; y por último, ante las
manchas oxidables, como las de café, té, vino o fruta, con las que se define su
poder oxidante.
En la composición de estos detergentes destacan los
agentes tensoactivos, los agentes alcalinos, oxidantes y agentes anti-cal.
También contienen como agentes limpiadores
auxiliares una serie de enzimas.
Los agentes tensoactivos son los encargados de
aumentar el poder penetrante del agua, con lo que ayudan a que el detergente se
introduzca en las fibras de un tejido para proceder a su limpiado.
Como agentes alcalinos se encuentran los carbonatos
que alcalinizan el agua de lavado y los silicatos que aportan una acción anti-corrosión
para las lavadoras.
Los perboratos y percarbonatos son los agentes
oxidantes por excelencia. Se encargan de blanquear manchas oxidables como las
de café, fruta o vino, por el desprendimiento de oxígeno; pero no se emplean en
los detergentes de color, porque hacen que el color pierda brillo.
Frecuentemente, se acompañan de agentes activadores para conseguir el desprendimiento
del oxígeno a bajas temperaturas.
Los agentes anti-cal, también llamados
secuestrantes, se encargan de reducir la dureza del agua, eliminando el calcio
y el magnesio del agua y de las manchas, y así permitir que los tensoactivos
sean lo más eficaces posible. Estos son los fosfatos.
En el caso de que los detergentes contengan en su
composición enzimas, las más usadas son: las proteasas, las amilasas, las
lipasas y las celulasas.
Las proteasas actúan sobre las manchas proteínicas
como las de sangre, leche o huevo, y suelen estar incluidas en casi todos los
detergentes. Las amilasas actúan sobre las manchas de almidón. Las lipasas,
sobre las manchas grasas. Y las celulasas intervienen en las fibras de algodón.
Los productos que tienen una acción anti-bolitas, contienen esta última enzima.
Los detergentes domésticos además, contienen
colorantes para que la ropa quede más blanca; estos son los blancos o azulantes
ópticos. Así que durante el lavado aparte de extraer la suciedad, se tiñe con
colorantes ópticos.
Los componentes tóxicos de los detergentes son
principalmente los surfactantes, los formadores, las estructuras blanqueadoras
y los colorantes; las mezclas de estos componentes reaccionan, bien de manera
hostil o bien, de forma aditiva.
Los más contaminantes son los surfactantes seguidos
de los blancos ópticos y los componentes individuales más nocivos para el medio
ambiente incluyen la celulosa de carboximetilo de sodio, el silicato de sodio,
los blancos ópticos, el perborato sódico tetrahidratado y los surfactantes.
Muchos de estos componentes tóxicos, sin embargo, contribuyen débilmente en la
toxicidad debida a los detergentes al estar presentes en pequeñas
concentraciones. Los principales componentes tóxicos de los detergentes son el silicato
sódico y los surfactantes que, junto con los residuos, hacen de los detergentes
unos productos tóxicos.
CLASIFICACIÓN
DE LOS DETERGENTES.
Se distinguen 4 tipos de detergentes según la
naturaleza del grupo polar hidrófilo y disociación electrolítica:
1. - Detergentes aniónicos, que son derivados del
petróleo.
2. - Detergentes catiónicos, que provienen de la
industria textil.
3. - Detergentes no iónicos, utilizados en las industrias
textil, metalúrgica y farmacéutica.
4. - Detergentes anfólitos, que se ionizan y tienen
propiedades como las de los dos primeros grupos.
5.- Detergentes aniónicos: Este tipo de detergentes
representa la gran mayoría de los productos utilizados para la limpieza. Los
más difundidos son los de origen petrolífero como los alquilosulfatos,
Alquisulfonatos y alquilarilsulfatos de cadena lineal o ramificada.
6.- Detergentes catiónicos: Son aquellos que poseen
uno o varios grupos funcionales que, en solución acuosa, suministran iones
cargados positivamente. Estos agentes de superficie son en general los clorhidratos
de amina o los derivados de amonio cuaternario. Si poseen propiedades
desinfectantes y gemicidas interesantes, se emplean poco como detergentes, pues
sirven para el mordentado y gruñido de los tejidos.
7.- Detergentes no iónicos: Estos detergentes están
formados por moléculas que contienen grupos hidroxilados, hidrófilos y grupos
lipófilos; los hidroxilados no se ionizan en solución. Están elaborados por
fijación de polímeros de óxido de etileno o de propileno sobre las moléculas de
hidrógeno móvil, de amina, etc. Su utilización se desarrolla en la industria textil
(tratamiento de lana en bruto y algodón) y de la industria metalúrgica
(decapado y lubricación), farmacéuticas y de cosméticos. Para el uso doméstico,
entra hasta una proporción del 20% en los polvos llamados “especiales no
espumantes” para lavadora y los detersivos para textiles delicados.
8.- Detergentes anfólitos: Los detergentes
anfólitos se ionizan según las condiciones del medio con las características de
un agente de superficie aniónico o catiónico.
DETERMINACIÓN
DE DETERGENTES ANIÓNICOS EN AGUAS NATURALES:
Los métodos de terminación de detergentes aniónicos
tienen su origen en la formación de complejos extraíbles por un disolvente
orgánico.
El primer método se basa en la determinación
colorimétrica de un complejo detergente azul de metileno. Y el segundo de los
métodos, utiliza la formación de un complejo detergente-ortofenantrolina
cúprica, determinado por espectrometría de absorción atómica del metal.
La determinación colorimétrica no permite
determinar más que los detergentes aniónicos que tienen por lo menos 5 átomos
de carbono. Es sensible a numerosas interferencias (sulfuros, sulfatos,
sustancias orgánicas diversas,...); además, es susceptible de ser adaptada a
determinaciones en flujo continuo.
Y la determinación espectrométrica no es sensible
más que a las materias reductoras como los sulfuros. Es más sensible que el
anterior método, da una mayor precisión y es mucho más específico.
En ciertos casos, se puede realizar una
concentración previa por absorción, -caso en el que la cantidad de detergente
en solución es pequeña y se procede a una concentración previa con carbón
activo seguida de una elución en medio alcalino y caliente con bencenometanol; permite
extraer aprox. el 95 % del detergente absorbido por el carbón activo-, o por
extracción líquido-líquido.
PRINCIPALES
FOCOS DE CONTAMINACIÓN POR DETERGENTES.
El origen de los detergentes en los cursos de aguas
se debe a tres focos principales:
-La industria.
-Las aglomeraciones urbanas.
-La agricultura y la ganadería.
La industria contribuye en la contaminación de las
aguas dulces con el vertido desproporcionado e incorrecto de aguas de limpiado.
Las aglomeraciones urbanas producen grandes cantidades de aguas residuales o
aguas negras, que también afectan a la contaminación de las aguas dulces. Al
igual que el sector agrícola-ganadero.
Tanto en la industria, en los centros urbanos o en
la agricultura-ganadería se realizan actividades de limpieza bien sea de
planta, de lavado de la ropa o bien, de la limpieza de un establo, por ejemplo.
Y para dichas actividades son necesarios los detergentes.
El hombre es el causante de generar una serie de
residuos en las que intervienen los detergentes, que dan lugar a la
contaminación de las aguas dulces. Hay que tener en cuenta que los efectos
nocivos contra el medio ambiente dependen tanto del receptor o curso de agua,
de la época o/y de la cantidad de aplicación.
PARÁMETROS
INDICATIVOS DE CONTAMINACIÓN ORGÁNICA Y BIOLÓGICA.
La composición natural de las aguas depende de
cuatro factores:
-La presencia de materia orgánica en disolución o
suspensión.
-La concentración de oxígeno disuelto.
-La concentración de dióxido de carbono disuelto.
-Los procesos químicos que ocurren durante la
circulación del agua: procesos redox, ácido-base y complejación, que definen la
composición química del agua.
Debe tenerse en cuenta ante esto que, el agua de
los ríos y torrentes es el vehículo principal de transporte de los
contaminantes; y como consecuencia, estos cuatro factores se ven afectados por
la presencia de los detergentes.
Tanto la actividad natural como humana contribuyen
a la contaminación orgánica de las aguas naturales. Y para poder determinarla,
hay una serie de parámetros que indican el grado de contaminación: TOC (Total
Organic Carbon), DQO (Chemical Oxygen Demand) y
DBO (Biological Oxygen Demand).
· Demanda bioquímica de oxígeno (DBO):
Mide la cantidad de oxígeno consumido en la
eliminación de materia orgánica del agua, mediante procesos biológicos
aeróbicos. En general, se refiere al oxígeno consumido en 5 días, (DBO)5, y se
mide en ppm de oxígeno. Estima el oxígeno gastado en la descomposición
biológica de una muestra y es la simulación del proceso microbiano de
autopurificación.
La reacción que tiene lugar en la descomposición de
los materiales biodegradables o
“contaminantes carbonáceos” (sustancias similares a
los azúcares), que corresponden al
60-70 % es: C6 H12 O6 + 6 O2 ® 6 CO2 + 6 H2O
Las aguas subterráneas suelen contener menos de 1
ppm. Un contenido mayor es indicativo de contaminación. En aguas superficiales
el contenido es muy variable. Y en aguas residuales domésticas se sitúa entre
100 y 350 ppm.
· Demanda química de oxígeno (DQO):
Mide la capacidad de consumo de un oxidante químico
(dicromato o permanganato) por las materias oxidables contenidas en agua, y se
expresa en ppm de oxígeno. Da una idea del contenido orgánico total de un
residuo, sea o no biodegradable. Indica el contenido de materia orgánica
oxidada y otras sustancias reductoras como Fe2+ o NH4 +. Las aguas no contaminadas
tienen valores de entre 1-5 ppm, o algo superiores. En aguas residuales domésticas
suele ser de entre 250 y 600 ppm.
La relación DBO/DQO constituye una guía para la proporción
de materia orgánica presente y que es biodegradable. Es indicativa de la biodegradabilidad
de la materia contaminante. En aguas residuales, si se obtienen valores inferiores
para dicha relación a 0.2 ppm, se interpreta como vertido de sustancias
inorgánicas; mientras que si los valores superan 0.6 ppm, el vertido será en
este caso orgánico.
Si se obtienen valores elevados de DBO y DQO, esto
querrá decir que hay un alto contenido de materia orgánica en disolución, por lo
que habrá un gran consumo de oxígeno y un consecuente empobrecimiento de los
niveles de oxígeno en las aguas. Aquí ya se encuentra uno de los principales
problemas que representan los detergentes en las aguas naturales, ya que
afectan a la oxigenación del agua, dificultando la existencia de los organismos
vivos que habitan el medio acuático.
La época en la que se agrava esta situación se
corresponde al verano o períodos de estiaje, cuando hay altas temperaturas. Y
las zonas del río que se ven más afectadas son los remansos, los estanques y
aquellas zonas en las que el agua lleve poca velocidad.
· Carbón orgánico total (COT):
Permite la determinación de materia orgánica en un
residuo rápidamente y requiere una pequeña cantidad de muestra, dando una lectura
instrumental del resultado.
Se trata de inyectar pocos microlitros de muestra
en un tubo que contenga un catalizador y se mantiene a 900 °C. El anhídrido carbónico
que se produce por la oxidación de cualquier materia carbonácea presente se
detesta por un analizador IR. Todo el C orgánico se oxida pues a CO2.
LA
ACCIÓN NOCIVA DE LOS DETERGENTES SOBRE LAS AGUAS:
Los detergentes contaminan las aguas de ríos,
arroyos y lagos. No sólo son ligeramente tóxicos, sino que presentan problemas
de formación de espumas y pueden interferir los procesos de floculación y
coagulación y afectar a la oxigenación del agua.
Los detergentes inhiben las oxidaciones biológicas
y químicas que se producen en el seno de las aguas naturales, produciendo una
pronunciada contaminación al bajar los niveles de DBO; es decir, modifican uno
de los factores que determinan la composición de las aguas.
Esto se debe a que en presencia de los detergentes,
las bacterias se rodean de una película que las aísla del medio y dejan de actuar,
impidiendo los procesos de autodepuración del agua. En la mayoría de las
ocasiones la autodepuración que se lleva a cabo de manera natural con la
colaboración de las plantas y el propio terreno de las orillas, no es
suficiente y se van acumulando una serie de residuos que dan lugar a la
contaminación.
En los lechos bacterianos y lodos activados de las estaciones
depuradoras, ejercen su acción inhibidora y de nuevo se perjudica el proceso de
depuración.
Al emplearse grandes cantidades de perborato sódico
en su fabricación, producen un incremento progresivo de boro de las aguas
superficiales.
También, hacen aparecer una película aislante
superficial que impide la absorción de oxígeno por parte del curso del agua a
partir de la atmósfera. Los detergentes llegan a la superficie de los ríos
debido a su baja densidad y por su cualidad de tensoactivos, impiden el
contacto aire-agua; con lo que se colabora al decremento de los niveles de
oxígeno en el agua.
Por ejemplo, para la carpa son necesarios niveles
de (DBO)5 < 10 mg/l y niveles de DQO < 40 mg/l; y un agua que esté
contaminada no podrá mantener los niveles óptimos para la supervivencia de esta
especie si no se produce la reoxigenación del curso de agua.
Se ha descrito que un detergente contiene
tensoactivos, pues bien, algunos de estos tensoactivos causan espumas
permanentes sobre la superficie de las aguas de los ríos.
Estas espumas impiden la transferencia de oxígeno
de la atmósfera al agua y son la causa de la alteración de la calidad del agua
y la vida acuática. La formación de espumas dificulta y paraliza los procesos
de depuración artificial o natural, debido a que aparecen proteínas, partículas
sólidas, sales minerales,...
A la formación de espumas contribuyen también el
pH, la temperatura y los contenidos de Ca2+ y Mg2+ del agua.
En los ríos, los contenidos límite de ABS
(componente que se tratará posteriormente) que provocan la aparición de espumas
pueden ser del orden de 0.3 a 1 mg/l. En el agua destilada, por ejemplo, son
necesarios 5 mg/l de ABS para provocar la aparición de espumas poco abundantes
e inestables, mientras que en un agua que contenga 5 mg/l de
Mg2+ son suficientes 0.5 mg/l de ABS.
Y aunque producen un sabor desagradable de las
aguas, no son tóxicos para bacterias, algas, ictiofauna y otros organismos del
curso del agua si la concentración de los detergentes no supera los 3 mg/l. Aún
así, los agentes activos de superficie que forman los detergentes favorecen la
acumulación de fenoles y otras sustancias olorosas en la carne de los peces. Y
algunos organismos se podrían ver perturbados con concentraciones superiores a
100 mg/l.
La toxicidad de los detergentes para los animales
depende de la especie y el individuo. Y en lo referido a los peces que puedan
habitar los cursos de los ríos.
Pero la contaminación del agua se debe
principalmente a los nutrientes, en exceso por la presencia de fosfatos
(proceso de eutrofización) y a las aguas residuales urbanas por el uso de
detergentes domésticos.
La presencia de compuestos de fósforo en un
afluente contamina la corriente de agua que los recibe. Y los detergentes,
tanto de uso doméstico como industrial, contienen fosfatos. Los fosfatos hacen
que el agua se ablande y que las partículas de suciedad no vuelvan a
depositarse.
Así que, el mayor problema que presentan los
detergentes para el medio ambiente es la presencia de los llamados formadores,
compuestos químicos que tienen por misión enlazarse con los iones responsables
de la dureza del agua y aumentar al mismo tiempo el pH del medio, con el fin de
aumentar la efectividad del detergente.
El fósforo además, es uno de los elementos
nutrientes cuyo exceso en el medio acuático puede originar problemas de
eutrofización: provoca la presencia desbordada algas, porque los fosfatos
abonan las aguas de tal forma que las algas crecen sin control; se consume un exceso
de oxígeno disuelto; y finalmente, la vida acuática sufre gravemente, dando
lugar a la muerte de los peces y toda especie que necesite de un nivel de
oxígeno mínimo. Y aunque el exceso de nutrientes como fosfatos y nitratos está
limitado por el dióxido decarbono, que en combinación con la temperatura forma
un factor determinante en el dominio de las algas, el ritmo natural de éstas se
ve modificado. Los detergentes resultan nocivos en el desarrollo de las formas
de plancton propio de las aguas dulces. Y esto se ve afectado aún más durante
la época primaveral.
La proporción de polifosfatos en los detergentes no
es muy elevada (6 %), pero el alto consumo de estos productos puede originar
serios problemas en las aguas naturales. Se estima que los detergentes y
productos de limpieza en general dan lugar al 20-25 % de los fosfatos
existentes en el medio ambiente; el resto proviene de vertidos directos de la industria,
de la lixiviación de los fertilizantes aplicados al suelo y de los excrementos
animales.
Las aguas residuales urbanas no pueden quedar al margen,
ya que los detergentes forman parte de éstas. Y así se puede observar una vez
más la influencia de los detergentes de uso doméstico. Más de un 70 % de los
detergentes consumidos son sintéticos y contienen un surfactante que disminuye
la tensión superficial del agua, cuya fórmula molecular consiste en una cadena
hidrocarbonada (parte hidrófoba) con un grupo polar como sustituyente (parte
hidrófila). Y por variar la tensión superficial al disolverse, la presencia de
detergentes dificulta la sedimentación primaria. Aunque como surfactante habitual
se halla el dodecilbenceno sulfonato de sodio, que es un surfactante biodegradable
(durante el ciclo de lavado se degrada un 95 %).
Estructura del dodecilbenceno sulfonato de sodio.
Deben tenerse en cuenta las sustancias complejantes
como el EDTA, NTA o los citratos presentes en los vertidos que se hacen con
detergentes, puesto que pueden llegar a disolver precipitados que contengan
elementos metálicos tóxicos y vayan a parar a los sedimetos o lechos de ríos.
Estas sustancias interfieren en los procesos de depuración de las aguas
residuales al dificultar la eliminación de metales pesados.
Además, las aguas residuales procedentes de la industria
sanitaria causan también graves problemas en las aguas dulces. Se usan
detergentes no iónicos y éstos contienen numerosos elementos metálicos como
cobre, plomo o cadmio que producen efectos secundarios en el desarrollo de las
carpas, principalmente.
Y también, se ha observado que en los sedimentos
que se distribuyen en ríos y lagos se encuentran dos componentes isómeros de
los detergentes no iónicos: ABS (Alkyl Benzene Sulfonate) y LAS (Liniar Alkyl
Sulfonate).
Antes de 1965, el agente tensoactivo presente en
los detergentes sintéticos eran los sulfonatos de alquilobenceno (ABS), pero
con la entrada de la legislación del 65, éste se sustituyó por el LAS, que
resulta biodegradable. El LAS se caracteriza por tener un grupo hidrófilo y un
grupo hidrófobo, se utiliza tanto en los detergentes de uso doméstico como industrial
y es el surfactante sintético más utilizado. Pero sólo se degrada en
condiciones aeróbicas. Se puede encontrar tanto en el agua como en el suelo, y
tiene una vida media de entre 1 y 3 semanas en concentraciones de 1mg LAS/kg
detergente y 5 mg LAS/kg detergente. Pero en la realidad, en las aguas
residuales se encuentra en concentraciones mayores, por lo que su degradación
no se lleva a cabo y resulta un componente tóxico y contaminante.
Se ha comprobado que él LAS es un componente nocivo
para el crecimiento y desarrollo de las carpas.
Hoy en día, la mayoría de detergentes son
biodegradables y los mismos organismos del agua se encargan de degradar sus
compuestos químicos, pero hay algunos detergentes que necesitan hasta 150 años
para biodegradarse.
Los detergentes son agentes activos de superficie
que se emplean cada vez más, tanto para usos industriales como domésticos; y
como consecuencia, su concentración aumenta constantemente en las aguas
superficiales. Los microorganismos presentes en los cursos de agua y en las
estaciones de depuración son susceptibles de degradar a los agentes de superficie,
pero la biodegradabilidad es muy variable.
Los alquilbenceno sulfonatos de cadena ramificada
(productos duros) son extremadamente resistentes y no se destruyen prácticamente
cuando se diluyen en las aguas de los ríos. En cambio, los alquilsulfatos y los
alquilbenceno sulfonatos de cadena recta (productos espumantes) son sensibles a
la degradación biológica y participan en la disminución de la concentración de
oxígeno disuelto en las aguas superficiales, según los procesos de
autodepuración.
En general, la biodegradabilidad está relacionada
al grado de ramificación de la cadena alquil y a su longitud. Un compuesto es
tanto menos degradable cuanto más ramificado esté y cuanto menor sea el número
de carbonos de la cadena. La biodegradación se traduce pues, en un ataque de la
molécula en una extremidad de la cadena, con la formación de una función
alcohol y una ácida, acortándose la cadena a continuación y progresivamente por
oxidación; se abre el núcleo; y finalmente se degrada.
CÓMO
SOLUCIONAR ALGUNOS DE LOS PROBLEMAS QUE PRESENTAN LOS DETERGENTES.
Los detergentes tienden a plantear problemas de formación
de espumas que pueden corregirse mediante la eliminación de éstas por medios
mecánicos, como la lluvia, el riego a baja presión, vibraciones acústicas, por
medios químicos con antiespumantes o simplemente utilizando detergentes nada o
poco espumosos.
Como ya se ha descrito, uno de los efectos que
tienen los detergentes sobre nuestras aguas son las espumas, y, se conocen
antiespumantes como el queroseno, siliconas, contra-foams o espumas
tensoactivas de carga opuesta que podrían incluirse en las fórmulas de estos y
evitar así la contaminación que conlleva la formación de espumas.
Una posible alternativa a los polifosfatos son las
zeolitas. Algunos fabricantes ya han renunciado a estos compuestos por su
efecto contaminante de ríos y lagos y los han sustituido por las zeolitas.
Las zeolitas son un mineral derivado de la arcilla,
insoluble en el agua, que la ablanda sin causar la reducción de oxígeno
motivada por el aumento desorbitado de flora acuática, que resulta muy
perjudicial para peces y otras especies que viven en el medio hídrico; así que no
producen trastornos en los animales de lagos y ríos.
Y en el siguiente gráfico, se observa la cantidad
de Ca2+ y Mg2+ residuales al cabo de 10 minutos de operación en función de la
cantidad de zeolita A.
A pesar de
que el poder detergente de un producto que contenga zeolita en relación a otro
que contenga fosfato es ligeramente superior, que la capacidad de absorción de
la zeolita es tres veces superior a la del fosfato y que las zeolitas se
eliminan fácilmente en los procesos convencionales de tratamiento de aguas, debe
tenerse en cuenta que es un producto caro. Quizás, los fabricantes rechacen
ésta alternativa al valorar la relación efectividad-coste. Otra desventaja que
presentan ante los fosfatos es que no poseen propiedades dispersantes. Y al
tener en cuenta que la zeolita tiene una menor capacidad de mantener un pH
alcalino, se decanten por seguir usando fosfatos.
TAMBIÉN
SE PUEDEN DAR UNA SERIE DE SOLUCIONES A LARGO Y CORTO PLAZO.
·
Soluciones a largo plazo:
Se podrían crear embalses con los que se daría un
efecto de decantación, se produciría el aumento de la superficie expuesta al
aire y aumentaría la reoxigenación, teniendo en cuenta los procesos de
eutrofización. Se podrían canalizar los cauces de los ríos para intentar
impedir procesos de sedimentación y fermentación, permitiendo la absorción de oxígeno.
Y se podrían realizar trasvases con los que se conseguiría la dilución de la contaminación
y la aportación de oxígeno disuelto.
·
Soluciones a corto plazo:
Se podría proceder a la aireación artificial
regando con agua la superficie, inyectando aire comprimido u oxígeno puro. Se
podría realizar la limpieza artificial del cauce. Y se podrían añadir oxidantes
como el permanganato potásico, que oxidaría la materia orgánica y reduciría el
DBO del cauce.
QUÉ
HACER FRENTE A ESTE TIPO DE CONTAMINACIÓN.
Para eliminar los detergentes que aparecen de las
aguas usadas, existen una serie de métodos:
1.- Oxidación con catalizadores como el sulfato de
Cu o Mn.
2.- Precipitación por agentes catiónicos formando
complejos.
3.- Eliminación mediante coagulantes.
4.- Adsorción sobre carbón activo o Al, por
ejemplo.
5.- Eliminación por emulsión.
6.- Eliminación mediante hongos y bacterias.
7.- Eliminación por intercambiadores iónicos.
CONCLUSIÓN
Aunque el hombre podría evitar en gran medida la contaminación
por detergentes.
Posiblemente, si el vertido de residuos fuese
controlado con una mayor eficacia, se evitarían procesos de eutrofización y
muerte de nuestros ríos; y no observaríamos al contemplarlos cómo un rastro de
espumas ahoga la poca vida que en ellos existe. Bastaría con no usar aquellos
que contengan fosfatos. Quizás de esta manera se presionaría tanto a los
fabricantes como al Ministerio de Medio Ambiente a adoptar medidas. Por una
parte, los fabricantes tendrían que sustituir los fosfatos por zeolitas si no
quisieran perder el ritmo de beneficios ante aquellos que ya comercializan con
ellas; y por otra, se podría llegar a expedir alguna ley que prohibiera
explícitamente la producción de detergentes con fosfatos.
Si se iniciara una campaña contra este tipo de
contaminación que concienciara a la población, probablemente, se acabaría
mirando la etiqueta del envase y se rechazarían aquellos detergentes con altos
niveles de fosfatos.
Además, los medios de comunicación nos bombardean
con productos que, cada vez más, usan blanqueadores ópticos, sin tener en
cuenta que éstos también resultan tóxicos para nuestro entorno. Realmente, no
limpian más nuestras ropas, sino que las tiñen de blanco.
BIBLIOGRAFÍA.
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