Subproductos de La Deesinfeccion

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    SUBPRODUCTOS DE LADESINFECCION DEL AGUA POTABLE

    TECNOLOGIAS ALTERNATIVAS EN LA INGENIERIA DE

    ABASTECIMIENTOS

    M.Sc. Sonia Gonzaga

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    Introduccin

    Las formas contemporneas de la desinfeccin del agua potable dan origen a laformacin de subproductos de la desinfeccin (DBP).

    Muchos Txicos y algunos de ellos son considerados como cancergenos y mutagnicos para el organismo humano.

    Adems de cloro, la primera y la desinfeccin ms extendida, hay otrosdesinfectantes, tales como dixido de cloro, el ozono y la radiacin UV. Adems,para las pequeas fuentes de aguas potables (por ejemplo, pozos privados),compuestos oligodinmicos de Cu y Ag.

    La eleccin de un reactivo apropiado depende de la calidad de la fuente de agua,incluyendo el tipo de microorganismos, el tamao de la poblacin abastecida, lacomplejidad y la fiabilidad de la tecnologa, y la eficiencia de desinfeccin.

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    QU SON LOS SUBPRODUCTOS DE LA DESINFECCIN?

    Los DBP, por sus siglas en ingls. Son unas sustancias qumicas que se forman

    cuando, principalmente el cloro se aade al agua potable durante el proceso de

    tratamiento.

    Los DBP estn formados por:

    Trihalometanos (THM)

    cidos haloacticos (HAA)

    Haloacetonitrilos (HAN)

    MX (muta gnico X)

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    QU SON LOS SUBPRODUCTOS DE LA DESINFECCIN?

    De estos productos qumicos, los THM y los HAA son los ms

    habituales en el agua potable clorada. Otros subproductos,

    como los HAN y el MX, se forman en cantidades menores

    durante el proceso de cloracin. Cabe sealar que algunos

    DBP an no han sido identificadosqumicamente.

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    QU SON LOS SUBPRODUCTOS DE LA DESINFECCIN?

    Los DBP aparecen cuando el cloro reacciona con la materia orgnica natural

    presente en el agua, como las algas y las plantas en descomposicin.

    Cloro + Plantas en descomposicin = DBP

    Los THM y los HAA son dos familias de productos qumicos relacionados que

    contienen distintas cantidades de cloro y bromo. Durante el proceso de tratamiento

    del agua, el bromo se forma cuando el cloro reacciona con el bromuro presente enel agua. El bromo, al igual que el cloro, puede combinarse con materiales orgnicos

    procedentes del agua para formar los THM y los HAA.

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    DESINFECTANTES Y SUS PRODUCTOS DERIVADOS EN EL

    TRATAMIENTO DEL AGUA

    Ozono

    El ozono ha tenido una larga historia de uso para la desinfecciny para el control de sabor, olor y color en Europa.

    Es un biocida fuerte y agente oxidante. Cuando se producen iones bromuro en el agua cruda, que se

    oxidan a bromo y esto conduce a la formacin de trihalometanosbromados y otros subproductos de desinfeccin bromados demanera similar como en el caso de la cloracin. Reaccionando con

    NOM, el ozono tambin forma aldehdos, tales comoformaldehdo, acetaldehdo, y heptanal, y muchos otroscompuestos a niveles bajos, por ejemplo, cidos carboxlicos,alifticos y alicclicos cetonas, glioxal, metil glioxal etc.

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    Introduccin

    El formaldehdo es sospechoso de carcinogenicidad

    Los hipocloritos de cloracin del agua tambin reaccionan con el ozono

    clorato formando:

    2 O3 + ClO- 2 O2 + ClO3 El lmite de bromato en agua potable es de 0,025 mg / l.

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    DESINFECTANTES Y SUS PRODUCTOS DERIVADOS EN EL

    TRATAMIENTO DEL AGUA

    La radiacin ultravioleta

    La luz ultravioleta es generada por lmparas de mercurio de baja presin.

    Por la radiacin UV los enlaces qumicos de muchas molculas orgnicasse rompen y por lo tanto es un potente medio desinfectantes.

    En el tratamiento UV aumenta la concentracin de carbono orgnico

    biodegradable disuelto y el carbono orgnico asimilable.

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    DESINFECTANTES Y SUS PRODUCTOS DERIVADOS EN EL

    TRATAMIENTO DEL AGUA

    El Cloro

    El cloro se ha utilizado para desinfeccin de agua potable desde el comienzo del

    siglo pasado y todava permanece como la principal sustancia qumica para este

    fin alrededor del mundo. Se introdujo en el agua como un gas o como el hipoclorito de sodio o de calcio.

    Hay una gran cantidad de subproductos de desinfeccin, compuestos

    halogenados que se originan principalmente por la reaccin de cloro y / o

    bromo, con materia orgnica natural (NOM) libre, tales como sustancias

    hmicos y flvicos, en el agua.

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    DESINFECTANTES Y SUS PRODUCTOS DERIVADOS EN EL

    TRATAMIENTO DEL AGUA

    Los principales DPBS orgnicos son:

    Trihalometanos(cloroformo, bromoformo, bromodiclorometano,

    dibromoclorometano)

    Fenoles clorados (2-cloro-, 2,4-dicloro y 2,4,6-triclorofenol)

    Halocetonas

    cidos haloacticos (tricloro, dicloro, cido monochloacetic, cido dibromo-y

    monobromoroacetic)

    Haloacetonitriles (dicloro, tricloro, dibromo y bromocloroacetonitrilo)

    Cloropicrina Hidrato de cloral 3-cloro-4-(diclorometil) -5-hidroxi-2 (5H) furanona. (MX)

    Los DPBS inorgnicas incluyen cloraminas y cloruro deciangeno.

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    DESINFECTANTES Y SUS PRODUCTOS DERIVADOS EN EL

    TRATAMIENTO DEL AGUA

    Los clorofenoles se caracterizan por su fuerte olor que indica su presencia en el

    agua incluso a 10-1 g / l. No son txicos a tales concentraciones, pero que causan

    sabor indeseable y el olor. Los lmites higinicos de agua potable se derivan de

    tales caractersticas organolpticas.

    Las Cloraminas

    Las cloraminas se forman cuando se aade cloro y amonaco al agua. Persisten en

    sistemas de abastecimiento de agua y continan para desinfectar en los sistemaslargos. Las cloraminas son agentes oxidantes ms dbiles que el cloro. Son por lo

    tanto menos probable que cause gustos y olores indeseables por oxidacin de

    NOM.

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    DESINFECTANTES Y SUS PRODUCTOS DERIVADOS EN EL

    TRATAMIENTO DEL AGUA

    El Dixido de Cloro

    El dixido de cloro es un desinfectante y oxidante ms eficaz que el cloro. A

    diferencia del cloro, que no causa el olor desagradable del agua potable. Su

    beneficio principal es evitar la formacin de DBP clorados tales como los THM,

    HAA, y clorofenoles. Sin embargo, el dixido de cloro se reduce a clorito por el

    hierro, el manganeso, y la materia orgnica en el agua. Bajo condiciones alcalinas

    (pH> 10) que se hidroliza rpidamente la produccin de clorito y clorato iones:

    2 ClO2 + 2 OH ClO2- + ClO3- + H2O

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    DESINFECTANTES Y SUS PRODUCTOS DERIVADOS EN EL

    TRATAMIENTO DEL AGUA

    Clorito es relativamente estable en la presencia de NOM pero puede ser oxidado en clorato

    por cloro libre si se aade como desinfectante secundario: ClO2- + OCl- ClO3- + Cl

    Clorito y clorato pueden causar anemia hemoltica en el nivel bajo de la exposicin

    mientras que los niveles ms altos de exposicin puede resultar en un incremento de

    metahemoglobina.

    En la Repblica Checa, la regulacin gubernamental No. 376/2000 da el lmite de

    concentracin slo para clorito a 0,20 mg / l.

    Por ejemplo, en Suiza, la suma de clorito y clorato fue limitado a 300 g / l

    Por otra parte, por el dixido de cloro se producen algunos compuestos orgnicos. El usode tcnicas de identificacin espectrales, se identificaron ms de 40 DBP diferentes (a nivel

    sub-ng / l) incluyendo cidos carboxlicos y anhdridos maleico.

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    ESTRATEGIA DE CONTROL DE SUBPRODUCTOS

    La estrategia de control subproducto incluye laeliminacin de los precursores de DBP, el cambio delos desinfectantes, y / o la eliminacin de los

    subproductos de desinfeccin. Los principalesprecursores DBP son NOM. El contenido de bromuroen el agua cruda es tambin importante. En muchoscasos, la eliminacin de la PAD es difcil, y es por eso

    que las estrategias de control se centran en los dosprimeros mtodos.

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    LA ELIMINACIN DE LOS PRECURSORES

    Se realiza principalmente por coagulacin y floculacin tradicional seguido

    por sedimentacin y / o filtracin.

    Por sales de aluminio y de hierro cantidades variables de NOM se pueden

    quitar dependiendo del pH del agua. Para las sales de aluminio, el

    intervalo de pH ptimo es pH = 5,5 a 6,0. Las mejoras en la eliminacin de

    la NOM pueden ser alcanzados por el proceso de ablandamiento

    precipitativo llamado "ablandamiento mejorado" que implica el aumentode la cantidad de cal aadido durante el tratamiento. Sin embargo,

    posteriormente se traduce en mayores costos de productos qumicos y el

    aumento de la produccin de lodos.

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    LA ELIMINACIN DE LOS SUBPRODUCTOS

    Las formas tradicionales de la eliminacin DBP de agua son de absorcin en GAC y

    la creacin de bandas de aire. La sorcin en GAC se considera generalmente como

    un procedimiento efectivo bajo. El GAC no es eficaz para la sorcin de la polar y los

    compuestos de alto peso molecular. Por el largo tiempo de contacto y laregeneracin frecuente la aplicacin GAC se hace costoso.

    Hay tres estrategias prometedoras: su reduccin por, por ejemplo, sales ferrosas, de

    sorcin sobre carbono activado (granular y / o en polvo), y la descomposicin debromato al bromuro por la radiacin UV.

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    Factores que influyen en la formacin yconcentracin de los trihalometanos

    La naturaleza y concentracin de los halometanos formados parece depender de

    varios factores:

    La concentracin de cloro

    La naturaleza y la concentracin de la materia Orgnica

    La concentracin de bromo (Br) en el agua

    La temperatura: manteniendo el pH y la dosis de cloro

    Ph

    Tiempo de contacto del cloroComo consecuencia de estos factores, cabe esperar variaciones geogrficas y

    estacionales de los niveles de halometanos en las aguas.

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    Efectos en la salud de los THM

    Trihalometanos causan daos al hgado, riones y sistema nervioso

    central.

    Son considerados cancerigenos.

    Estndares legales para los trihalometanos

    En los EE.UU. los estndares para la reduccin de 100 a 80 g/L en el etapa 1,

    norma para desinfectantes y subproductos de la desinfeccin.

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    Efectos de los cidos acticos halogenados (HAA)

    Forman un conjunto de nueve compuestos con diferente contenido de cloro y de

    bromo: cido cloroactico, dicloroactico, tricloroactico, bromoactico,

    dibromoactico, tribromoactico, bromocloroactico, dibromocloroactico y

    bromodicloroactico. Son los segundos subproductos de la cloracin ms

    abundantes despus de los THMs. La concentracin total de HAA en el agua

    clorada suele ser la mitad que la de THMs y no han sido investigados tan a fondo.

    Los HAA ms abundantes son los que contienen dos tomos de cloro y/o bromo.

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    Efectos de los cidos acticos halogenados (HAA)

    Efectos para la salud de los cidos halo acticos

    Aumentan el riesgo de cncerEstndares de los cidos halo acticos

    En los EE.UU. la EPA ha establecido como estndar 80 g/L de los cidos

    haloacticos. La OMS no ha determinado ningn estndar para los cidos halo

    actico.

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    SUBPRODUCTOS MINORITARIOS DE LA CLORACIN

    Son subproductos de la cloracin formados en concentraciones de pocos

    microgramos por litro:

    Acetonitrilos halogenados MX (mutgeno X)

    Hidrato de cloral

    Clorofenoles

    Otros (halocetonas, cloropicrina, cloruro ybromuro de ciangeno)

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    ACETONITRILOS HALOGENADOS

    Se han identificado como subproductos de la cloracin de

    aguas superficiales y subterrneas. Los precursorespotenciales para la formacin de estos compuestos durante la

    cloracin son las algas, las sustancias hmicas y material

    protenico.

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    HALOACETONITRILOS (HAN), HALO-ALDEHDOS YHALOKETONES

    Los haloacetonitrilos se forman durante la reaccin entre el cloro y acetonitril.

    Cuando el tiempo de reaccin del desinfectante en el agua es bajo, estos

    subproductos de la desinfeccin se descomponen.

    Tricloro acetaldehdo y compuestos aldehdos brominados son el segundo grupo

    de subproductos de la desinfeccin imaginables. Mono y dicloro acetaldehdos se

    pueden formar durante la desinfeccin, pero se oxidan inmediatamente a forma

    tricloro acetaldehdo. Acetaldehdo son subproductos de la desinfeccin por ozono.

    Cuando el ozono se combina con el cloro, se forman trihaloacetaldehidos. Elmecanismos entre el acetaldehdo y cloro:

    CH3CH + HOCl -> CCl3CHO

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    MX

    En 1986 un nuevo subproducto de la desinfeccin fue descubierto; 3-cloro-

    4(dichloromethyl)-5-hydroxy-2(5H) furano, de otra manera llamado MX. Sobre 30%

    del total de actividad mutagnica en agua puede ser acreditado a estos

    subproductos de la desinfeccin. MX es un compuesto presente en agua, y debido a

    su actividad y riesgo para la salud, OMS lo ha incluido en la lista de sustancias

    potencialmente peligrosas para la salud humana. No existen guas para MX

    disuelto, debido a la falta de informacin toxicologa de esta sustancia. En la tercera

    edicin de OMS Gua de Agua Potable (1997) se establece una concentracin

    mxima de 1,8 g/LMX como recomendable.

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    OTROS SUBPRODUCTOS DE LA DESINFECCION

    Otros subproductos de la desinfeccin formados normalmente durante

    la cloronizacin del agua son los halonitrometanos, halofenoles y

    halofuranos.

    Los riesgos para la salud en casos de exposiciones a niveles bajos de

    DBP en el agua potable no estn completamente claros:

    Algunos estudios han descubierto que las personas que beben agua

    superficial clorada tienen ms posibilidades de desarrollar cncer devejiga, de recto y de colon.

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    OTROS SUBPRODUCTOS DE LA DESINFECCION

    Otras investigaciones han dado a entender que el agua potable clorada puede

    aumentar el riesgo de defectos de nacimiento en el cerebro y la mdula espinal.

    Varios estudios han descubierto que la exposicin al agua superficial clorada

    puede provocar efectos en la salud reproductiva, como bebs que pesan poco alnacer, partos prematuros y abortos.

    En algunos estudios con animales, la exposicin a niveles muy elevados de

    ciertos DBP provoc daos en el rin y el hgado, efectos en la reproduccin y

    cncer. Pero estos efectos ocurrieron con niveles muy superiores a los que suelen

    encontrarse en el agua potable.

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    Formas por las que los DBP pueden entrar en elorganismo

    Los DBP pueden entrar en el organismo al beber agua del grifo. Las personas

    que beben agua de un suministro de agua superficial estn ms expuestas a los

    DBP que aquellas personas que beben agua de una fuente subterrnea.

    Los DBP pueden entrar en el organismo al respirar. Algunos DBP puedenpasar al aire de su casa cuando se usa el agua del grifo. Esto puede ocurrir

    cuando se ducha o se lavan los platos.

    Los DBP pueden entrar en el organismo a travs de la piel. Puede estar

    expuesto a los DBP cuando su piel entra en contacto directo con el agua, por

    ejemplo cuando se toma un bao o se ducha. Pero para la mayora de las

    personas, las cantidades de DBP que se introducen en el organismo a travs de

    la piel son muy reducidas.

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    DISPOSITIVOS DOMSTICOS DE TRATAMIENTO DEL AGUA

    PARA REDUCIR LOS DBP

    Los filtros con carbn activo granulado (GAC, por sus siglas en ingls) son

    efectivos para reducir los niveles de DBP en su agua potable. Estos filtros

    tambin pueden mejorar el sabor y el olor del agua potable, ya que eliminan el

    cloro. Los filtros de punto de uso son los que se encuentran unidos al grifo o

    conectados a la tubera de agua fra bajo el fregadero.

    Los filtros de punto de entrada tratan toda el agua que entra en el hogar y, por

    tanto, son efectivos para prevenir la exposicin a los DBP mediante la ingestin

    o inhalacin.

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    AGUA EMBOTELLADA

    El agua embotellada debe respetar los mismos estndares para el agua

    potable que los suministros de agua pblicos. En general, el agua

    embotellada procedente de un suministro de agua subterrneo tiene menos

    probabilidades de contener DBP que el agua embotellada procedente de

    fuentes de agua superficiales.

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