INE/A1-007/2009 - Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático

ESTUDIO PILOTO PARA LA OPERACIÓN DE LA RED MEXICANA
DE DEPOSITACION ATMOSFERICA
INE/A1-007/2009
Convenio
INE-UNACAR
Informe Parcial
Elaboraron por:
Por la UNACAR
Dra. Rosa Maria Ceron Breton,responsable técnico
Dra. Julia Griselda Ceron Breton, participante
Por la DGCENICA-INE
Dra. Beatriz Cardenas Gonzalez, responsable técnico
M.C Henry Wohrnschimmel, participante
M.C Abraham Ortinez Álvarez, participante
1
Resumen Ejecutivo
El presente informe parcial contiene en su primera sección, una justificación de los tres
sitios seleccionados para el estudio piloto para la operación de la red mexicana de
depositación atmosférica. Así mismo, en la segunda sección, se presenta a detalle los
protocolos de muestreo de depositación húmeda y seca. Los protocolos para la
organización, procesamiento y filtración de muestras de depositación húmeda y seca, así
también como los protocolos analíticos para la determinación del pH., conductividad,
cationes y aniones además de amonio en las muestras de depositación húmeda y seca.
Los cuales serán aplicados durante la fase piloto de operación de las tres estaciones que
conforman la red, en esta etapa piloto.
2
Contenido
Introducción ………………………………………………… 4
Antecedentes ………………………………………………. 6
Objetivos …………………………………………………….7
Actividades Desarrolladas………………………………….8
Sección I Justificación de los sitio de muestreo…………9
Sección II Protocolos de Muestreo………………………..34
Sección III Procedimiento de operación del sitio………..84
Sección IV Procedimientos de análisis…………………. 130
3
INTRODUCCION
La depositación atmosférica se compone por una parte por la depositación húmeda, por
otra parte por la depositación seca. Conforme la lluvia o nieve precipita, remueve
partículas y gases del aire, incluyendo contaminantes emitidos a partir de fuentes
naturales (actividad volcánica, aerosol marino, etc) y fuentes antropogénicas (emisiones
vehiculares, emisiones industriales, etc). Estos contaminantes son depositados a la
superficie terrestre como precipitación (depositación húmeda) o como depositación seca.
La depositación atmosférica ocurre durante eventos de precipitación como depositación
húmeda, y durante periodos secos como depositación seca. La depositación húmeda
involucra los constituyentes químicos presentes en solución en la precipitación. La
química de la precipitación refleja la cantidad de contaminantes y la forma en la cual
fueron removidos de la atmósfera en un sitio dado.
La meteorología y la química atmosférica interactúan afectando la química de la
precipitación y la cantidad de contaminantes depositados por esta vía, involucrando los
siguientes factores:
a)
b)
c)
d)
e)
cantidad de precipitación
fuentes de contaminantes, composición y concentraciones
dispersión y transporte de contaminantes
transformaciones físicas y químicas
remoción de gases y partículas, y mecanismos de depositación
Los contaminantes forman parte de un ciclo en la atmósfera que inicia con su emisión y
termina con su remoción de la atmósfera y su depositación sobre la superficie terrestre.
Algunos contaminantes tales como las partículas del suelo, permanecen relativamente sin
cambio durante este ciclo, otros, sin embargo, experimentan cambios físicos y químicos,
como es el caso de los gases precursores de lluvia ácida.
Por otro lado, la depositación seca involucra gases y partículas depositados sobre la
superficie de plantas, suelos, cuerpos de agua y materiales. El material atmosférico
particulado puede depositarse directamente sobre la superficie de cuerpos de agua, o
bien, puede alcanzar indirectamente el cuerpo de agua mediante la depositación sobre el
terreno durante periodos secos, seguida por la subsecuente escorrentía durante eventos
de lluvia.En áreas urbanas, las emisiones de carreteras y caminos pavimentados
constituyen la principal fuente de material particulado. Stolzenbach et al (2003)
encontraron que este polvo resuspendido representa la principal fuente de metales
asociados a partículas.
Así mismo, algunos autores reportan que en áreas urbanas, la principal fuente de cobre y
zinc en polvo de caminos pavimentados tiene su origen en el escape de los vehículos
automotores, así como en el desgaste de llantas durante el frenado y derrapado (Watson
et al, 2000; Councell et al, 2004).
4
A causa de que los estándares de calidad del aire fueron desarrollados para la protección
a la salud humana, la mayoría de los estudios de depositación seca se ha enfocado a
partículas con diámetros menores a 10 µm. Sin embargo, se ha reportado que
aproximadamente el 50% de la materia particulada asociada con estas fuentes está
constituida por partículas con diámetros mayores a 10 µm (Ahuja et al, 1989; Houck et al,
1989, 1990). Adicionalmente, este tipo de partículas mayores a 10 µm de diámetro son las
principales responsables de la depositación seca de metales (Lin et al, 1993, 1994; Paode
et al, 1998; Zufall et al, 1998). Por lo tanto, a causa de que las partículas grandes
sedimentan más rápido debido a su inercia por sedimentación gravitacional, es probable
que la depositación de este tipo de partículas ocurra en las cercanías de su fuente
(Sehmel, 1973).
Cuando los contaminantes son transportados a lugares distantes de su fuente (transporte
a gran escala) o son transformados física o químicamente durante su ciclo en la
atmósfera, la depositación atmosférica puede tener un efecto significativo sobre la
aportación de compuestos tanto esenciales como potencialmente dañinos para los
sistemas naturales. De este modo, si el balance de nutrientes se ve afectado, el
crecimiento y desarrollo de las plantas tanto en ecosistemas terrestres como acuáticos
también son afectados.
La depositación sin embargo, puede beneficiar a los cultivos agrícolas mediante la adición
de nutrientes que promueven su crecimiento. El crecimiento de plantas también puede ser
estimulado cuando los ácidos en la precipitación aceleran la lixiviación de suelos,
haciendo que se facilite la disponibilidad de algunos minerales. Sin embargo, la
estimulación de este crecimiento en bosques que no cuentan con un manejo adecuado
puede debilitar a los árboles y hacerlos más vulnerables a heladas y padecimientos.
Por otro lado, la adición de nutrientes a las aguas superficiales puede promover la
producción de algas, y cuando estos organismos mueren, agotan el suministro de oxígeno
a niveles por debajo de los cuales algunas especies de vida acuática no son tolerantes.
Adicionalmente, la depositación atmosférica de ácidos y otros constituyentes traza
también puede influir en la salud de los peces y su capacidad reproductiva. El mercurio,
un contaminante tóxico constituye un elemento traza de gran interés debido a su
habilidad de bioacumularse en la cadena alimenticia a niveles dañinos para los humanos
y los animales.
Desde el punto de vista cultural y patrimonial, la precipitación ácida también ejerce efectos
adversos, debido a que puede acelerar la corrosión de metales expuestos así como la
disolución de superficies de yeso y piedra caliza.
A causa de que la precipitación remueve eficientemente partículas y gases dispersos en
la atmósfera, y a que los cambios en la química de la precipitación reflejan cambios en la
composición atmosférica, la química de la precipitación constituye un buen indicador de
contaminación atmosférica.
5
ANTECEDENTES
En México los estudios de lluvia ácida se comenzaron desde la década de los 60’s,
teniendo como objetivos distintas regiones como el Golfo de México, costas del pacífico y
algunas ciudades como las ciudades de México y Monterrey.
Los primeros proyectos para la evaluación de los efectos dañinos de la depositación ácida
(húmeda y seca) sobre la superficie de la piedra caliza de los monumentos iniciaron en
México en las zonas arqueológicas mayas de Tulum, Quintana Roo y en Palenque en
Chiapas, a principios de los 90’s. El Tajín en Veracruz y Calakmul en Campeche están
siendo estudiados en este momento por la SCA-UNAM.
El gobierno del Distrito Federal desde hace varios años como parte del Sistema de
Monitoreo Atmosférico1 (SIMAT) opera la Red de Depósito Atmosférico (REDDA), el cual
es el subsistema del SIMAT a través del cual se obtienen muestras de depósito húmedo y
depósito seco en la Ciudad de México. Su análisis permite conocer el flujo de sustancias
tóxicas de la atmósfera a la superficie terrestre y su intervención en la alteración de los
elementos típicos del suelo y propiedades químicas del agua de lluvia.
Durante el 2008, el Instituto Nacional de Ecología colaboró con la Universidad Autónoma
del Carmen en el proyecto denominado “Diseño de la Red Mexicana de Depositación
Atmosférica”, que se realizó con el objetivo de diseñar científicamente una red nacional de
depositación atmosférica (húmeda y seca) para determinar el número de sitios de
muestreo, las metodologías de muestreo, frecuencias de muestreo, los compuestos y
elementos que se deberán analizar, metodologías de análisis y criterios de calidad.
Entre los resultados de este estudio se encuentra una propuesta siguiendo una serie de
criterios ya establecidos, de un diseño de la red, consistente de 14 sitios de monitoreo
distribuidos en el territorio de la República Mexicana. Asimismo, se presentó una
descripción breve de los protocolos y metodologías disponibles para el muestreo y el
análisis químico de la depositación atmosférica.
1
www.sma.def.gob.mx
6
OBJETIVOS
Objetivo General
Definir las bases técnicas y científicas para la implementación de una Red Mexicana de
Depositación Atmosférica a partir de la operación de una fase piloto de esta red con el fin
de evaluar los posibles impactos por la depositación de contaminantes.
Objetivos específicos
•
•
•
Elaborar procedimientos estándares de operación para el muestreo y análisis de la
depositación atmosférica, dirigidos a los técnicos usuarios del equipo de muestreo
y de laboratorio.
Definir a partir del diseño de la red, realizado dentro del Proyecto: Convenio INEUNACAR No. INE/A1-047/2008, dos sitios de monitoreo para la fase piloto de la
Red Mexicana de Depositación Atmosférica, un sitio representativo de las
condiciones de fondo y otro sitio potencialmente impactado por fuentes
antropogénicas.
Determinar a partir de mediciones durante un periodo de prueba la depositación
atmosférica en dos sitios como fase piloto y optimizar con base en ello los
procedimientos estándares de operación de la red.
7
ACTIVIDADES DESARROLLADAS
.
A continuación se presenta un listado de las principales actividades realizadas para la
obtención de los objetivos de presente proyecto, así como los responsables de su
realización:
Actividades
Responsables
Realizar una revisión bibliográfica de la literatura Personal de “LA UNACAR”
referente a diseño, operación y evaluación de
redes de depositación atmosférica e inventarios
de emisiones con el fin de identificar criterios y
sustentar la elaboración de procedimientos de
operación y selección de sitios de monitoreo.
Elaborar el Procedimiento Estándar de Operación Personal de “LA UNACAR” y “EL INE”.
para el muestreo de la depositación atmosférica
(húmeda y seca), que defina paso por paso la
logística,
requerimientos,
actividades
del
muestreo,
así
como
las
medidas
de
aseguramiento
y
control
de
calidad
correspondientes.
Elaborar el Procedimiento Estándar de Operación Personal de “LA UNACAR” y “EL INE”.
para el análisis químico de las muestras de
depositación atmosférica (húmeda y seca), que
defina la metodología, requerimientos, actividades
de laboratorio y las medidas de aseguramiento y
control de calidad correspondientes.
Escoger de los sitios propuestos un sitio que sea Personal de “LA UNACAR” y “EL INE”.
representativo para niveles de fondo de la
precipitación atmosférica, y otro en donde se
espera un impacto de actividades antropogénicas
en la depositación atmosférica.
Apoyar al personal de la DGCENICA-INE en la Personal de “LA UNACAR”
implementación de la técnica para el análisis
químico de las muestras de depositación
atmosférica.
Elaborar un informe parcial, el cual deberá incluir Actividad que será realizada conjuntamente
la selección de los dos sitios específicos a por personal de la "LA UNACAR” y personal
considerarse en la campaña piloto y los de “EL INE”.
Procedimientos Estándar de Operación tanto de
colección como de análisis químico de las
muestras.
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SECCIÓN I.
JUSTIFICACIÓN DE LOS SITIOS
DE MUESTREO
9
1. ANTECEDENTES
En la primera etapa de este estudio denominada “Diseño de la Red Nacional de
Depositación Atmosférica” se seleccionaron 15 sitios en el territorio nacional,
considerando criterios que incluyeron la representatividad regional, formas prevalecientes
de depositación y frecuencia de eventos de precipitación, representatividad de
ecosistemas, probabilidad de daños en regiones ecológicas protegidas, representatividad
de niveles de fondo, accesibilidad y seguridad, y cumplimiento con requerimientos locales
y regionales. Debido a la disponibilidad de recursos, la fase piloto de operación de la Red
Mexicana de Depositación Atmosférica que actualmente está por iniciar en el mes de junio
está considerando incluir únicamente tres sitios del total de 15 que fueron elegidos
inicialmente en la primera etapa, incluyendo tanto sitios impactados como sitios que se
encuentren dentro de áreas naturales protegidas. Los tres sitios que han sido
seleccionados son: Las instalaciones del CENICA-INE en la UAM Iztapalapa en Ciudad
de México, El Parque Nacional El Chico en el Estado de Hidalgo, y la Reserva de los
Petenes en el Estado de Campeche.
En el Estado de Hidalgo, inicialmente se habían propuesto dos sitios: Tepetitlán como sitio
libre de la influencia de las emisiones generadas en la ciudad de Tula, y la Ciudad de
Pachuca como sitio impactado. Sin embargo, a partir de la reunión sobre Depositación
Atmosférica que se llevó a cabo el día 3 de marzo del 2009 en el Centro Documental del
INE, estando presentes personal de la DGCENICA, UNACAR, UNAM, IMP y la
Universidad Politécnica de Pachuca, se tuvo un acercamiento y discusión de puntos de
interés en común, con la Dra. María Arróniz Crespo, investigadora posdoctoral del Centro
de Investigaciones en Ecosistemas (CIEco) del Campus Morelia de la UNAM, llegándose
a la conclusión de poder seleccionar El Chico, Hidalgo en vez de Tepetitlán, como una de
las estaciones de la red en un sitio no impactado, esto con la finalidad de conjuntar
esfuerzos y aportar información que pueda ser utilizada de manera simultánea por varios
grupos de investigación interesados en el tema de depositación atmosférica,
específicamente en el Estado de Hidalgo.
La Dra. Arróniz ha trabajando en bosques de oyamel y encino en el Parque Nacional de El
Chico. De acuerdo a las recomendaciones de la Dra. Arróniz se han identificado dos
posibles sitios específicos dentro del Parque Nacional del Chico, con fácil acceso por
carretera o camino de terracería y que cuentan con zonas abiertas para la instalación de
los sistemas de muestreo. Ambas zonas están relativamente alejadas de núcleos urbanos
pero cuentan con edificaciones de particulares para asegurar la vigilancia de los equipos.
A continuación se describen cada uno de los sitios considerados:
1.- Zona 1 ubicada a 20º10’01.5’’ N y 98º41’29.9 W, con una altitud de 2885m. Claro
amplio en bosque de oyamel. En esta zona hay un pequeño hotel que se llama La
Cabaña del Lobo, tiene fácil acceso por camino y está suficientemente alejado del pueblo.
Se puede llegar siguiendo la carretera Mex 105 de Pachuca-Mineral del Chico y tomado
un desvío a mano derecha antes de llegar a Pueblo Nuevo.
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2.- Zona 2 ubicada a 20º12’15.0 N y 98º41’21.9 W, con una altitud de 2.570 m. Claro
amplio en bosque de oyamel. Esta zona está próxima al pueblo Carboneras, también
tiene fácil acceso por carretera y camino, en el claro existe un par de casas particulares.
Para llegar se toma el camino hacia Las Hierbas desde el pueblo Carboneras.
11
Se ha programado una visita para el próximo 22 de junio, con la participación de la Dra.
Arróniz de CIEco-UNAM, personal de la DGCENICA de la Ciudad de México, y personal
de la UNACAR de Ciudad del Carmen, Campeche, para seleccionar cuál de estos dos
sitios será el que se utilizará para esta fase piloto de operación de la red.
En cuanto a la Unidad Local Responsable, se ha propuesto a la Universidad Autónoma de
Hidalgo, para que a través de la participación de un estudiante de licenciatura se tenga
apoyo en la colección de muestras, contando también con la participación del personal de
la DGCENICA para la instalación de los sistemas de muestreo y el proceso de envío y
recepción de muestras al laboratorio. Se aprovechará la visita programada el día 22 de
junio para afinar detalles y formalizar la participación del personal de la Universidad
Autónoma de Hidalgo. Una Unidad Local Responsable alternativa puede ser la
Universidad Politécnica de Pachuca.
Por otro lado, en el Estado de Campeche se había propuesto inicialmente la Reserva de
la Biosfera de Calakmul como un sitio no impactado, sin embargo, debido a cuestiones de
accesibilidad y logística, se ha decidido proponer otro sitio, principalmente a causa de que
este sitio no cuenta con las facilidades y accesibilidad requeridas, tomando en cuenta que
la población más cercana a este sitio, corresponde al poblado de Xpujil que se encuentra
a aproximadamente a 60 kilómetros. Por lo tanto, se decidió cambiar el sitio de Calakmul
por otra Reserva de la Biosfera en el Estado de Campeche, que cumple con los criterios
de sitio no impactado y que presenta mayor accesibilidad y facilidades logísticas para la
operación de esta fase piloto. El nuevo sitio propuesto corresponde a la Reserva de los
Petenes, específicamente en el Centro para la Conservación e Investigación de la Vida
Silvestre “Hampolol” ubicado en el km 17 sobre la carretera Campeche-Tenabo a 2 km del
poblado de Hampolol, quedando comprendido dentro de los 19º 56’ 00’’, 10º 57’ 00’’ LN y
90º 23’ 00’’90º 24’ 00’’ LW. Aproximadamente el 47% de la superficie de este Centro se
encuentra dentro de la Reserva de la Biosfera de los Petenes y ofrece muchas ventajas
en cuanto a la seguridad de los equipos y facilidades logísticas, ya que este Centro se
encuentra bajo la Dirección del Centro de Estudios de Desarrollo Sustentable y
Aprovechamiento de la Vida Silvestre del Programa Ambiental Institucional Yum Kaax de
la Universidad Autónoma de Campeche. Cabe señalar que ya se ha tenido un primer
contacto con las autoridades y una visita al sitio, se ha verificado que el sitio cumpla con
todos los requerimientos necesarios así como con los criterios establecidos inicialmente y
las autoridades de la Universidad Autónoma de Campeche ya tienen conocimiento del
proyecto, han mostrado absoluta disponibilidad para participar en él y han dado su
autorización para el acceso a sus instalaciones en Hampolol. La Unidad Local
Responsable de esta estación estará en la Universidad Autónoma del Carmen bajo la
responsabilidad de la Dra. Rosa María Cerón Bretón y su grupo de trabajo. Cabe destacar
que todos los análisis, a excepción de pH y conductividad que deberán realizarse en el
sitio, se llevarán a cabo en el laboratorio de Protección Ambiental de dicha Universidad.
Finalmente, el tercer sitio sigue permaneciendo en el Distrito Federal tal y como había
sido planteado inicialmente en la primera etapa, siendo la Unidad Local Responsable, las
instalaciones de la Dirección General del Centro de Capacitación Ambiental (DGCENICA)
ubicadas en la UAM Iztapalapa bajo la responsabilidad de la Dra. Beatriz Cárdenas
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González, Directora de Investigación Experimental en Contaminación atmosférica del
CENICA y su grupo de trabajo
2. CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LOS SITIOS DE MUESTREO.
Los sitios en general fueron seleccionados para proporcionar datos representativos regionalmente
para su uso en la caracterización de los patrones geográficos y tendencias temporales en
depositación química atmosférica. Para evitar la falta de representatividad influenciada por la
cercanía de fuentes, los sitios seleccionados serán instalados predominantemente lejos de áreas
urbanas y de fuentes de contaminación, tales como plantas de energía y otras operaciones
industriales. Un sitio representativo regionalmente tipifica un área o región, la cual es distinguida
de otras regiones por su vegetación, tipo de suelo, clima u otras propiedades. }
2.1 Consideraciones Generales
Los sitios de monitoreo para las redes son seleccionados por representar una mayor área
fisiográfica, área de agricultura, área acuática y áreas forestadas, dentro de cada estado, región o
eco-región. Donde sea posible, los sitios de la colección incluyen áreas donde está ya en curso la
línea divisoria de las aguas, aguas marinas, de agua dulce, u otra investigación hidrológica, o
donde la investigación se está conduciendo sobre el ciclo de nutrientes, la contaminación
atmosférica, o la química atmosférica. La consideración adicional se da en base al conocimiento
disponible de fuentes de emisión, formas frecuentes de depositación, frecuencia de eventos de la
precipitación y otros procesos meteorológicos y atmosféricos que influyen sobre la depositación
de sustancias en cada área. Esta información de fondo permite interpretaciones significativas de
variaciones espaciales, estacionales y temporales en la química de la depositación húmeda y seca
de forma regional y nacional.
2.2
Criterios de localización del COLECTOR y del PLUVIÓMETRO
2.2.1 Requerimientos Regionales
El PLUVIÓMETRO y el COLECTOR deben ser situados en un área que caracterice una región
y minimice el impacto de puntos locales o de área. Sin embargo, si una región es caracterizada por
cierto tipo de uso agrícola o de industrialización, el COLECTOR se debería de localizar de tal modo
que proporcione la representación de tales fuentes extensas de la depositación.
Las fuentes específicas de afectación incluyen operaciones industriales y la zona
relacionadas con fuentes suburbana/urbana. Las operaciones industriales tales como centrales
eléctricas, fábricas de productos químicos e instalaciones industriales deben estar a por lo menos
10 kilómetros (km) lejos del colector. Si las fuentes de emisión están situadas en la dirección
contra el viento (es decir, el flujo anual del oeste-este en la mayoría de los casos) del COLECTOR,
después esta distancia se debe aumentar a 20 kilómetros. Estos mismos criterios también se
aplican a las zonas suburbanas/urbanas cuya población se aproxima a 10.000 personas.
13
Para centros de población más grandes (es decir, mayor de 75.000) el COLECTOR debe estar a no
más de 20 kilómetros. Esta distancia se dobla, a 40 kilómetros, si la población esta localizada en
contra del viento del COLECTOR.
2.2.2
Requerimientos Locales
Las fuentes relacionadas con transportación, las operaciones agrícolas y el almacenaje
superficial de ciertos tipos de productos son típicamente las fuentes más molestas a identificar y a
cuantificar una vez que los requisitos regionales para las fuentes industriales se han encontrado
(sección 2.2.1). Fuentes estacionarias de contaminación, tales como aire, tierra, o tráfico de agua o
el medio en los cuales atraviesan (ej., cauce, carreteras, caminos, pistas, o ríos navegables) debe
estar a 100 m del COLECTOR. La red local alrededor del sitio es una preocupación particular. El
volumen y el tipo de tráfico determinarán en gran parte el impacto de estos tipos de fuentes en el
sitio. Forrajes, graneros, granjas, etc., en los cuales las concentraciones de animales es alta, debe
estar a una distancia igual o mayor a 500 m del COLECTOR. El heno de animales, y el pasto debe
estar a una distancia mayor o igual a 20 m del COLECTOR. Almacenaje superficial de los productos
agrícolas, combustibles, vehículos, u otras materias primas se deben mantener a distancias
mayores o iguales a 100 m del COLECTOR.
Estacionamientos y campos de mantenimiento
también necesitan ser mantenidos por lo menos a 100 m del colector. Fuentes locales o de área,
influenciarán grandemente la conveniencia de un sitio para servir como estación representativa a
largo plazo regionalmente. El desarrollo de tierra en los años futuros puede comprometer la
utilidad del sitio como estación. Por estas razones la consideración se debe dar a los sitios alternos
en caso que el sitio original no sea el más representativo de la región.
2.2.3
Requerimientos En Sitio
El sitio debe ser accesible en verano e invierno y estar resguardado contra posible
vandalismo. Además, el COLECTOR y el PLUVIÓMETRO se deben localizar para conformar casi
como sea posible con lo siguiente:
El COLECTOR se debe instalar sobre un lugar donde asiente cómodamente en su base
de aluminio estándar de 1 m. Se prefieren las áreas con vegetación, llanas, pero las
áreas cuesta arriba hasta ±15% pueden ser admitidas. Los cambios repentinos en
cuesta a 30 m del colector deben también ser evitados.
La cubierta de tierra debe rodear el colector en una distancia de aproximadamente 30
m. En áreas de granja una franja de vegetación debe rodear el colector por lo menos
30 metros.
La vegetación anual dentro del sitio se debe mantener en menos de 2 pies de altura.
Ningún objeto o estructura proyectará sobre el COLECTOR o el PLUVIÓMETRO con un
ángulo mayor a 45° del horizontal (30° se considera óptimo, pero 45° es el ángulo más
alto aceptable). Por lo tanto la distancia del muestreador al objeto debe ser por lo
menos igual a la altura del objeto (preferiblemente dos veces la altura del objeto). Las
viviendas residenciales deben mantener dos veces su altura del colector (30°). Prestar
particular atención a las torres del anemómetro y a los alambres de arriba (figura. 2.1).
14
Las estructuras residenciales a 30 m del COLECTOR no deben estar dentro del cono 30° de la
dirección de viento (figura. 2.2).
La base del COLECTOR no debe ser encerrada. Además, ningún objeto sobre 1 m de
alto con la suficiente masa para desviar el viento se debe situar a 5 metros o más del
COLECTOR. Protectores de viento y cercas abiertas se excluyen de este requisito.
El PLUVIÓMETRO debe estar hasta una distancia de 30 m del COLECTOR pero no
menor de 5 m. Su orificio se debe situar a 1 ft del mismo plano que el orificio del
COLECTOR. En áreas de acumulación de nieve esto puede requerir una plataforma
separada para el pluviómetro
En áreas donde hay más del 20% de precipitación anual de nieve, los pluviómetros se
deben equipar de un protector de viento. Este protector debe ser instalado tal que el
eje del pivote del protector esté en el mismo nivel que la tapa del pluviómetro.
15
En las áreas que tienen una acumulación sobre de 0.5 m de nieve por año, el
COLECTOR y el PLUVIÓMETRO se pueden poner en una plataforma. La plataforma
debe estar no más alto que el paquete anticipado máximo de nieve. Las plataformas
se desalientan generalmente. Nota: La separación de 5 m entre el pluviómetro y el
colector debe ser mantenida (el punto 6).
Los COLECTORES situados en las áreas que reciben normalmente nieve deben tener
correctamente azotea con contrapeso de nieve instalada en la tapa móvil del
COLECTOR solamente si los problemas se encuentran con la abertura y el cerrado. Si
está instalada, la azotea será dejada alrededor de un año.
16
3. HOJA DE TRABAJO DE INFORMACIÓN DEL SITIO
3.1 Introducción
Esta sección contiene información e instrucciones para completar la Hoja de Información del
SITIO. Se debe completar una hoja de trabajo para cada sitio propuesto. Se debe actualizar la
hoja de trabajo cuando se produzcan cambios en cualquiera de los elementos del sitio en virtud de
Instrumentación, Actividades relacionadas con la Ciencia, o de obstrucciones potenciales para
llevar a cabo el muestreo y las fuentes de contaminación. Notificar a la coordinación responsable
del proyecto de los cambios en el personal del sitio o de las instalaciones de laboratorio.
En la hoja de trabajo, el registro de las distancias y alturas son en unidades métricas (por ejemplo,
metros como m, centímetros como cm, y kilómetros de km). Donde el espacio es insuficiente
para sus observaciones, adjuntar páginas adicionales, y la etiqueta de las observaciones para el
tema de trabajo que se describe.
3.2 Identificación del Sitio
El NOMBRE DEL SITIO debe ser descriptivo y único para el sitio. Junto con el REGISTRO y ESTADO,
el NOMBRE DEL SITIO debe permitir la fácil identificación del sitio. Se debe asignar por la
coordinación del proyecto un ID del SITIO después de la recepción de la hoja de trabajo completa.
El ID del SITIO es un identificador único basado en el REGISTRO, ESTADO, y otra información.
El OPERADOR DEL SITIO es el responsable de la vigilancia del equipo, del mantenimiento del sitio,
y
de
la
colecta
de
muestras
(medición,
documentación,
y presentación). El PROPRIETARIO del SITIO se refiere al propietario de la región donde los sitios
están colocados.
Una ubicación exacta se establece cuando la LATITUD, LONGITUD y ELEVACIÓN del colector es
reportada. De ser posible se deben contar con mapas topográficos del sitio.
3.3
Personal del Sitio
Se debe contar con una lista con nombres del personal, direcciones y otra información de
contacto. Cada sitio tiene un OPERADOR DEL SITIO y SUPERVISOR DE SITIO. En raros casos, una
persona
puede
desempeñar
ambas
funciones.
El SUPERVISOR DEL SITIO recibe informes de datos, correspondencia, y otros resúmenes y
publicaciones referentes al proyecto. El SUPERVISOR DEL SITIO a veces puede ayudar a resolver
problemas operativos o disponer de recursos para ayudar a resolver o corregir estos problemas.
Además, esta persona a menudo puede evaluar los datos preliminares y ayudar a determinar si los
datos son razonables y reflejan las condiciones locales.
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HOJA DE TRABAJO DEL SITIO:
Si usted tiene preguntas mientras que llena este impreso, por favor refiera a la sección 3 de este documento. Rellene
por favor el impreso totalmente y devuélvalo a la Coordinación responsable correspondiente a cada sitio de muestreo
de la Red.
Distancias y elevaciones de registro se dan en unidades métricas (ej., metros como m, centímetros como cm,
Este escomo
un: Nuevo
Sitio_______
Cambio
de Sitio_______
milímetros
mm, megavatios
como MW
y kilómetros
como km). SiFecha
no se preparada_______
especifica lo contrario, reportar
3.2
IDENTIFICACION
DEL
SITIO
distancias de la localización actual o planeada. Donde el espacio es inadecuado para sus observaciones, ponga
Nombre del sitio______________________
páginas adicionales, y etiquete las observaciones para el artículo de la hoja de trabajo que es descrito.
Ciudad__________________________________
Estado_________________ ID del sitio _________________
Nombre del Operador del Sitio: __________________________________________________
Nombre del Supervisor del Sitio: __________________________________________________
Dueño del Sitio ________________________________________________________________
Coordenadas
Registrar latitud y longitud en grados y minutos decimales (ej. 40 Grados, 30.201 minutos)
Latitud: _____________ Grados _______. ____________ Minutos
Longitud: _____________ Grados _______. ____________ Minutos
O grados, minutos y segundos (ej. 40 grados, 30 minutos, 15 segundos)
Latitud: __________ Grados _________ Minutos _________ Segundos
Longitud: __________ Grados _________ Minutos _________ Segundos
Elevación _________ m sobre el nivel del mar
Nombre de mapa (1:24,000) _____________________ Año de revisión ____________
Nombre de mapa (1:250,000) ____________________ Año de revisión ____________
Acceso al Sitio
¿Como el operador tendrá acceso al sitio?
Verano ___ A Pie ___ ATV ___ Auto
Invierno ___ A Pie ___ ATV ___ Auto
Información de Camino
¿Hay una vía de acceso del sitio que permita que los vehículos estacionen a 30 m del colector?
Si_____ No_____
Si es si, checar la superficie del material: ___Asfalto ___Concreto ___ Sucio ____ Grava ____
Arena ____ Mixta ___
¿Cuantos vehículos usan este camino cada semana? Verano: _______ invierno: _________
Si es no, ¿Que tan cerca esta el camino del colector? (indicar m o km) ____________________
Si es si, checar la superficie del material: ___Asfalto ___Concreto ___ Sucio ____ Grava ____
Arena ____ Mixta ___
18
Dirección del colector ___________________ ¿Es éste camino de acceso público o privado? __
Información de estacionamiento
¿Hay una vía de acceso del sitio que permita que los vehículos estacionen a 30 m del colector?
Si_____ No_____
Si es si, checar la superficie del material: ___Asfalto ___Concreto ___ Sucio ____ Grava ____
Arena ____ Mixta ___
¿Cuantos vehículos usan este camino cada semana? Verano: _______ invierno: _________
Si es no, ¿Que tan cerca esta el camino del colector? (indicar m o km) ____________________
Si es si, checar la superficie del material: ___Asfalto ___Concreto ___ Sucio ____ Grava ____
Arena ____ Mixta ___
Dirección del colector ___________________ ¿Es éste camino de acceso público o privado? __
Logística
¿Cómo el sitio se asegura contra vandalismo, etc.?
HOJA DE DATOS DEL PERSONAL DEL SITIO:
Operador de Sitio _____________________________________Tel. (___) _________________
Dirección ____________________________________________________________________
(Nombre y número de la calle, ciudad, estado y código postal)
______________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________
Fax (___) __________________ E-mail ____________________________________________
Supervisor de Sitio _____________________________________Tel. (___) _________________
Dirección ____________________________________________________________________
Fax (___) __________________ E-mail ____________________________________________
19
3.4 Instrumentación del sitio
Proporcionar una fuente de ENERGIA PRIMARIA para el sitio. Si se trata de corriente alterna (AC),
registrar el VOLTAJE (110 ó 220) y SERVICIO DE AMPERAJE (por ejemplo, 20 amperes). Si se trata
de corriente directa (DC), registrar la CAPACIDAD DE LA BATERIA en ampere-hora. Si su sistema
DC está equipado para recarga de energía solar, registrar el PANEL DE SALIDA SOLAR. Información
sobre el servicio eléctrico e instrumentación auxiliar que ayude a determinar el potencial para
operar en todo tipo de climas y para resolver operativos debido al clima.
Es deseable que todos los sitios usen un colector aprobado como COLECTOR DE PRECIPITACIÓN y
un MEDIDOR-REGISTRADOR DE LLUVIA. El equipo aprobado que se enlista en el Apéndice A de la
Red
Nacional
de
Tendencias
del
Manual
de
sitio
de
operaciones
(http://nadp.sws.uiuc.edu/lib/manuals/opman.pdf). Registrar la marca y modelo del colector e
indicador. Para el medidor, indicar tipo de cubeta o depósito y características de la misma,
diámetro de apertura, y si el indicador es equipado con un REGISTRADOR DE EVENTOS. Asimismo,
el reporte de la DISTANCIA Y DIRECCIÓN DEL COLECTOR. El colector e indicador deben estar a no
menos de 5 metros (m), ni a más de 30 m uno del otro. Registrar cualquier información que pueda
existir sobre PRECIPITACIÓN ANUAL y REGISTRO ANUAL en los cuales estos promedios se hayan
calculado.
Información sobre un MEDIDOR CERCANO ALTERNATIVO ayudará a decidir si los datos de
precipitación de este medidor se podrían sustituir de forma regular a los datos de precipitación
del SITIO en esas raras ocasiones cuando tanto el medidor-registrador y el colector no funcionen.
Además, la información sobre precipitación proveniente de alguna otra estación que opere
normalmente proporciona un registro histórico contra la evaluación del registro del SITIO, la cual
puede ser una estación oficial del Servicio Meteorológico Nacional con unos 30 años (o más) de
registros de precipitación. La información en los INSTRUMENTOS DE VIENTO sobre el SITIO
ayudará a los investigadores a evaluar e interpretar el sitio de climatología local.
HOJA DE DATOS SOBRE INSTRUMENTACIÓN DEL SITIO:
Fuente de alimentación:
Fuente primaria (marque una) ____ CA ____ CC
Si es CA, voltaje ___________volts
Amperaje de servicio _____________
Si es CC, Capacidad de la batería_______ampere-hora
panel solar ___________amperes
Área del panel _______metros cuadrados
Colector de Precipitación:
Modelo _____________________________________________________________________
Pluviómetro:
(Debe estar no menos de 5 m y no más de 30 del colector de precipitación)
Modelo ______________________________________________________________________
Diámetro de apertura __________cm
20
Precipitación Anual _________/__________/__________ Años de registro _______________
(mm)
total
lluvia
nieve
Medidor alterno más cercano:
distancia del colector (indicar en m o km) ___________ dirección del colector______________
Precipitación Anual _________/__________/__________ Años de registro _______________
(mm)
total
lluvia
nieve
Estación de medición más cercana (Servicio Meteorológico Nacional, expediente de 30 años)
Localización __________________________________________________________________
Distancia del colector (indicar en m o km) ___________ dirección del colector _____________
Precipitación Anual _________/__________/__________ Años de registro _______________
(mm)
total
lluvia
nieve
3.5 Obstáculos para la toma de muestras y posibles fuentes de contaminación
Esta sección está diseñada para identificar los objetos y la vegetación que pueden interferir con la
colecta de la muestra y objetos y actividades que pueden contribuir a la depositación química
medida en el sitio. Postes, torres, árboles y otros objetos que perturben el libre flujo del viento,
que, a su vez, puede afectar a la captura de lluvia y nieve. Estos objetos también pueden aumentar
el potencial de contaminación de las muestras debido a salpicaduras. Carreteras, ciudades y
plantas de energía son fuentes de partículas suspendidas en el aire y de gases que pueden afectar
a la muestra química.
La Distancia del objeto o actividad con respecto al colector de precipitación y el reporte del
medidor de lluvia, así bien como el tipo de objeto y tamaño o tipo de actividad, determina su
impacto potencial. Esta sección está organizada por categorías de distancias: in-situ (menos de 30
m), área local (menos de 500 m) y regionales (menos de 40 km). Distancias de hasta 5 metros del
colector y del medidor se considera la huella instrumental. Lo ideal sería que no haya objetos más
altos a un metro como mínimo de estas huellas. El círculo de 30 metros centrado en el colector es
llamado el sitio. Más allá de 30 m, las fuentes forman parte de influencias locales y regionales de
depositación húmeda química en el sitio. Conforme la distancia desde el sitio aumenta, las
influencias locales tienden a convertirse en indistinguibles de influencias regionales en el clima
químico del sitio.
Un mapa topográfico y mapa regional o del estado son invaluables para completar esta sección.
Las categorías están diseñadas para identificar tanto fuentes estacionarias como móviles. No
olvidar fuentes tales como operaciones de extracción, reservas de carbón y residuos agrícolas, las
cuales pueden ser intermitentes o estacionales. La evaluación cuidadosa de las obstrucciones
potenciales de muestreo y fuentes de contaminación es importante en la determinación de la
calidad del sitio en la evaluación de anomalías de datos.
21
HOJA DE DATOS SOBRE OBSTÁCULOS PARA LA TOMA DE MUESTRAS Y POSIBLES FUENTES DE
CONTAMINACIÓN
Cubierta de tierra a 0.5 kilómetros del sitio:
Describa la cubierta de tierra en un área circular de radio de 0.5 kilómetros (~0.3 millas) alrededor
del sitio. Indique la fracción de la superficie cubierta por el bosque, desierto, prado inculto, las
cosechas cultivadas, pasto pastado, pantano o humedal, agua abierta, las residencias, las
industrias, las actividades comerciales, los edificios agrícolas, etc.
Por ejemplo ____cosechas cultivadas/___80%______
_____residencias______/___20 %_ _
Superficie 1 ________________/______%
Superficie 4 ________________/______%
Superficie 2 ________________/______%
Superficie 5 ________________/______%
Superficie 3 ________________/______%
otro ______% Total debe ser 100%.
En el sitio (de 0 a 5 m del colector de precipitación):
Comience en el norte, muévase a la derecha, e identifique todos los objetos (vegetación, postes,
instrumentos, etc.) que sean mayores de 1 m de alto y su descripción, dirección y distancia de la
posición del colector.
Descripción de objeto
Dimensión objeto (m)
altura
tamaño
Dirección del Colector
(grados)
Distancia del colector
(m)
¿Existe madera tratada o material galvanizado cerca? SI____ NO ____
Describir _____________________________________________________________________
22
En el sitio (de 0 a 5 m del medidor):
Comience en el norte, muévase a la derecha, e identifique todos los objetos (vegetación, postes,
instrumentos, etc.) que sean mayores de 1 m de alto y su descripción, dirección y distancia de la
posición del pluviómetro.
Descripción de objeto
Dimensión objeto (m)
altura
tamaño
Dirección del Colector
(grados)
Distancia del colector
(m)
23
En sitio (de 0 a 30 m del colector de precipitación):
Cubierta de suelo
Describa la cubierta de suelo a 30 m del colector de precipitación. Indique la fracción de la
superficie cubierto por la tierra, roca, hierba, vegetación densa, arbustos, árboles, agua, etc.
Cubierta 1 ________________/_______%
Cubierta 3 ________________/_______%
Cubierta 2 ________________/_______%
Cubierta 4 ________________/_______%
Equipos, los edificios, las vertientes, las residencias, u otras estructuras (el comienzo en el norte,
movimiento a la derecha e identifica todos) NINGUNO ____________
Descripción del
objeto
Largo
(m)
Ancho
(m)
Alto
(m)
Dirección del colector
(grados)
Distancia del colector
(m)
Alambres, torres, y mástiles de arriba (el comienzo en el norte, movimiento a la derecha e
identifica todos). NINGUNO _____________
Descripción de objeto (tipo)
Altura
estimada (m)
Dirección del
colector (grados)
Distancia del
colector (m)
Actividad Animal NINGUNA ______________
¿Qué tan cerca pueden estar los animales del colector? ________m No. de animales ______
Tipo de Animal: ____ Salvaje _____Caballo _____ Ganado _____ Cerdos _____otro
Arboles, arbustos y cactus
NINGUNO_____________
Proporcione la información en todos los árboles, arbustos, y cactos que sean más altos que su
colector así como descripción, dirección y distancia de la posición del colector. Árboles más cortos,
etc. pueden también ser descritos.
Descripción del objeto
Altura
estimada (m)
Dirección del
colector (grados)
Distancia del
colector (m)
24
Área local (de 0 a 100 m del colector de precipitación):
Almacenaje superficial (productos químicos agrícolas, productos, combustibles, y otros materiales)
Ninguno _______
Descripción
Cantidad
Dirección del
Distancia
colector
del colector
Estacionamiento o áreas de mantenimiento
NINGUNO ________________
Medida (metros cuadrados) _____________ Distancia del colector _________m Dirección del colector ________
Material de la superficie: ___Asfalto ___Concreto ___ Sucio ____ Grava ____ Arena ____ Mixta ___
¿Cuantos vehículos usan este camino cada semana? (estimados están bien) Verano: _______ Invierno: _________
Otras fuentes de transportación de aire, agua y suelo
Descripción de transporte
Dirección del colector
NINGUNO _______________
Distancia del colector
Caminos
NINGUNO ___________________
Incluya todos los caminos, incluso unos descritos previamente en la sección del acceso del sitio
arriba y su descripción, la dirección y la distancia del colector.
Nombre camino
Material de la
superficie
# de personas por
Vehículo
verano
invierno
Dirección del
colector
Distancia
del colector
25
Área local (de 100 a 500 m del colector de precipitación):
Identifique las concentraciones grandes de animales (los forrajes o lechería, aves de corral, granjas
de cerdos, etc.)
NINGUNO________________
Tipo
Identifique fuentes de combustión
Tipo
No.
Animales
Dirección
del colector
Distancia del
Colector
NINGUNO ____________________
Estación del año
Dirección
del colector
Distancia del
Colector
3.6 Instalaciones de laboratorio
En el laboratorio de campo se llevan a cabo las mediciones exactas en campo de pH y
conductividad. Por esta razón, los sitios deben tener la capacidad de realizar las mediciones en las
proximidades del sitio de muestreo. Una "buena" instalación de laboratorio debe estar limpia y a
una temperatura controlada con un área específica reservada para el análisis de pH y de la
conductividad, y debe contar con los suministros relacionados. El área debe estar libre del
desorden y fuera de las áreas de tráfico.
HOJA DE INFORMACIÓN DE LAS INSTALACIONES DE LABORATORIO.
Instalaciones Del Laboratorio:
Espacio disponible de lab. NO__ Bueno ___ Pobre___ Compartido: SI ___ NO___
Distancia del sitio (indicar m o km) ________________
pH metro NO ____ SI_____ Fabricante ______________________ Modelo________________
Probeta NO ____ SI____ Fabricante ______________________ Modelo________________
Conductivimetro
NO
____
SI____
Fabricante
______________________
Modelo________________
Balanza NO ____ SI____ Fabricante ______________________ Modelo________________
Tipo de agua de baja conductividad disponible
Desionizada _______ Destilada _________ Embotellada _____________
Problemas especiales o condiciones
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
26
3.7 Otros
Es deseable contar con un mapa topográfico a escala y fotografías antes de que un sitio sea
aceptado como un SITIO de la Red de Depositación Atmosférica.
Mapas topográficos a escalas de 1:24,000 y 1:250,000, que incluyan la ubicación del sitio se
utilizan para evaluar la proximidad a las fuentes puntuales o de área y para establecer información
fisiográfica acerca del sitio. Utilizar una X con un círculo para mostrar claramente la ubicación del
sitio en el mapa. Si el sitio está en o cerca de la frontera del mapa, incluir el o los mapa(s)
adyacente(s). Imágenes digitales de resoluciones similares pueden ser sustituidas por los mapas
topográficos.
Preparar un esquema del sitio usando la plantilla prevista en la última página del Apéndice A. Los
sitios de la RED son definidos por un área circular de 30 metros de radio centrado en el colector
de cada sitio de la red. Usar los símbolos de la plantilla para mostrar la cubierta del suelo y
localización de objetos, como una cerca, o instrumentos. Cuando un colector es instalado, en el
centro del esquema, colocar el círculo del símbolo del colector en el centro y la flecha en la
dirección de la cubeta del lado seco hacia la cubeta del lado-húmedo. El norte está en la parte
superior del esquema. Colocar el pluviómetro en el esquema, marcando las distancia más cortas
entre el colector y el medidor. Dibujar la ubicación de todos los otros instrumentos, torres,
edificios, refugios, vallas, postes, etc., dentro de los 30 metros del área. Finalmente, indicar la
cubierta terrestre (árboles, arbustos, hierbas, pasto segado, suelo descubierto, etc.) en los 30
metros del área.
Las fotografías deben mostrar los alrededores del área del colector en las ocho direcciones
cardinales (N, NE, E, SE, S, SO, O, y NO). Para una perspectiva adecuada, fotografías a color de 3 ×
5, tomadas con una cámara de 35-milímetros (mm), son preferidas. Incluir negativos. Utilizar una
lente con un angular amplio (35 o 28 mm), si es posible. Las imágenes digitales son aceptables. Las
imágenes deben ser tomadas a una distancia de unos 5 m del colector de precipitación o la
ubicación prevista del colector. Mostrar la posición del colector poniendo una bandera en el
centro de primer plano. Concentrarse en los alrededores del área. Algunas fotografías tomadas
desde
una
distancia
mayor
(incluyendo las fotografías aéreas) también son útiles y apreciadas. Las etiquetas deben colocarse
al reverso de todas las fotografías con información sobre el sitio, fecha y dirección cuando la foto
fue tomada.
27
HOJA DE DATOS DE OTRA INFORMACION REQUERIDA:
Someta por favor estos artículos con la hoja de trabajo:
• ____________________________________________________________
Mapas topográficos (1: 24.000 y el 1:250,000) marcar por favor la localización del sitio
en los mapas
• ____________________________________________________________
Bosquejo del sitio (dibujo de escala del sitio usando la plantilla proporcionada
Fotos del colector o de la localización prevista del colector en 8 direcciones (N, NE, E, SE,
S, SO, O, NO). Se prefieren las imágenes Digitales.
PERSONA QUE COMPLETO LA FORMA
Nombre___________________________________________ Puesto: ____________________
Teléfono _______________________________ Fax __________________________________
Dirección ____________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
E-mail _______________________________________________________________________
4. INSTALACIÓN DEL SITIO
La instalación de campo puede ser completada más eficientemente si el colector de
depositación Húmeda/Seca y el pluviómetro son pre-ensamblados antes de arribar al sitio. El preensamblado es especialmente útil si la corriente eléctrica no está disponible en el sitio.
4.1
Requerimientos de Energía
4.1.1 Operación a Corriente Alterna 110V
Para sitios localizados en áreas rurales donde la línea de corriente eléctrica es
interrumpida frecuentemente, se recomienda un cargador de respaldo. Sin embargo, solamente
los arreglos de carga que no pueden interrumpir la corriente ALTERNA son aceptables. Véase las
figuras 4.1 y 4.2.
28
Si una falla de la batería ocurriera en la figura 4.2, la línea de energía no alcanzaría el colector y el
cargador se convertiría en la fuente de energía para el colector. La salida del cargador no es
generalmente suficiente para accionar el colector. Ciertos cargadores tienen la capacidad de
sobrecargar las baterías y las arruinan.
29
En la figura 4.1, la línea de energía al colector es independiente de las unidades del cargador y de
la batería. Aerochem Metrics hace aceptable la opción de carga para su colector húmedo/seco. El
cargador se incorpora a la caja del motor. Para mayor detalle, visitar la página web o contactar a
un representante de Aerochem Metrics.
4.1.2 Operación a Corriente Continua
La energía por medio de batería no es un método recomendado para accionar el colector
Aerochem Metrics, sin embargo, el uso de un panel solar para cargar continuamente una fuente
de 12V DC es una alternativa aceptable cuando la corriente ALTERNA no está disponible.
Si el funcionamiento por batería es la única alternativa para accionar el colector entonces
es esencial que la batería esté clasificada y tenga una cantidad abundante de capacidad de
reserva.
4.1.2.1 Baterías
Solamente las baterías de ciclo profundo se deben utilizar para accionar el colector. Las
baterías ordinarias automotoras, aunque son más baratas, no se diseñan para ser empatadas y
para ser recargadas (usted puede ser que consiga 20 ciclos); las baterías marinas del ciclo
profundo son clasificadas para 2000 ciclos. El tipo baterías de gel en comparación con las baterías
de plomo (el tipo más común de batería) tiene las ventajas adicionales de ser 1/3 a 1/2 en
promedio por amperio hora, son selladas (no se escape el ácido) y no se congelan cuando la
temperatura es baja y hay menos que una carga completa en la batería.
Cuando se clasifican los paneles o baterías, los consumos siguientes de corriente eléctrica
en el colector deben ser observados. Durante estado húmedo los colectores consumen 0.06
vatios para accionar la pluma de registro, 6.6 vatios para el calentador del sensor, y 9.0 vatios que
la tapa complete un ciclo. Durante estado seco el colector consume solamente 0.6 vatios para la
caja de motor. Si la temperatura cae debajo de 4°C (40°F), el colector consume 6.6 vatios para
accionar continuamente el calentador del sensor sin importar si su estado es húmedo o seco. Esto
crea los requisitos de energía siguientes:
Estado seco
0.05 amperes continuos
Ciclo
0.75 amperes en la duración del ciclo
Estado Húmedo
0.60 amperes continuos
Estado Frío
0.55 amperes continuos
Los requisitos de la batería entonces serían calculados según el cuadro 4.1.
La capacidad requerida (de Tabla 4.1) divido por el grado de la batería determina el número de
baterías o las baterías necesarias por semana.
30
4.1.2.2 Energía Solar/ Cargador
Los paneles solares y los cargadores se clasifican de acuerdo a la capacidad de entrega de
amperios por hora en un voltaje dado. Un cargador entrega esta corriente mientras sea accionada
por una fuente de corriente alterna. Un panel solar entrega esta corriente clasificada solamente
durante horas de luz máxima del día. Por esta razón es extremadamente importante estimar el
número de horas solares eficaces por semana en el sitio antes de determinar el tamaño o el
número de los paneles requeridos para funcionar en el sitio. Las horas solares típicamente eficaces
varían a partir de 4 horas al día en el este a 6 horas al día en el sudoeste. Estas estimaciones no
consideran propiedades reales tales como árboles o edificio que sombrean un sitio solar.
Tabla 4.1 Un sitio del ejemplo: Peor caso – invierno
Actividad del Colector
Temperatura menor a 4°C
La precipitación ocurre y la temperatura es mayor que
4°C
No. De eventos de la precipitación (6 seg ciclo × 2*x
0.75)
Resto de horas en una semana (168 horas.)
Amperios/horas por semana
Eficacia de batería en clima frío
(80°F-65%, 0°F-40%)
50% se utiliza para este ejemplo
Capacidad requerida amp-hrs/sem
*Ciclo abierto y cerrado
Hrs x sem
168 x
0x
Amps
0.55
0.60
Total
92.4
0
7x
0.02
0.14
0x
.05
0
92.5
46.3
18.5
157.3
Si se hubiese utilizado una batería marina de 90 amperios/hora en el ejemplo anterior de
la batería, 67.3 amperio-horas de la capacidad adicional todavía sería necesaria para cumplir
nuestros requisitos del sitio en época de invierno. Si utilizáramos un cargador por las 168 horas de
la semana, el cargador tendría que tener una capacidad de salida de 0.4 amperios/hora (67.3/168)
para cubrir nuestra demanda adicional de la capacidad. Nota, sin embargo, para funcionar la
semana del sitio después de la semana bajo condiciones de ejemplo, los 157.3 amperios
completos se debe substituir cada semana, el cargador entonces tendría que entregar 0.94
amperios/hora para continuar con nuestra demanda semanal. Un panel solar clasificado para
entregar 2.0 amperios/hora y funcionando en la capacidad máxima 12 horas/día 7 días de la
semana cubriría apenas nuestras necesidades de los sitios del ejemplo.
Usando la estimación de 4 horas/día de horas solares eficaces, necesitaríamos los 3
paneles solares para mantener completamente cargada nuestra batería después de la semana.
31
4.2
Colector Húmedo/Seco
4.2.1 Ensamble
Abra el cartón en el lado marcado “abrir en este lado.” El chasis del colector se coloca en la caja
con el revestimiento lateral inferior encima y con los artículos empacados en el fondo abierto.
Quite el material de embalaje de la abertura inferior. Usted encontrará el sensor de la
precipitación, fusibles, patas, kit para montar, pernos, y una cubierta de las cubetas. Mientras que
la unidad todavía está en la caja, corte la caja en las esquinas en una distancia de cerca de 12
pulgadas y pliegue los lados de la caja. Sujete las patas en el lugar con pernos y tuercas de 1/4-20.
Puede ser necesario escariar algunos agujeros con a 1/4-en archivo de la cola del taladro o de rata.
Después, emperne las dos secciones del ángulo de aluminio que son aproximadamente 36
pulgadas (91 cm) de largo al exterior de los pares de patas a través de la dimensión estrecha del
colector de modo que una cara del ángulo se recline sobre el piso con su borde orientado lejos del
colector.
Instale el contrapeso y la barra entre los extremos de los brazos largos.
Compruebe que el contrapeso está centrado en la 3/8 in. y que los anillos de Waldes estén
colocados para presionarlos firmemente contra los extremos del contrapeso.
Para montar el sensor de precipitación, quite los cuatro tornillos situados alrededor del agujero
en la esquina del chasis “seco” en el extremo del colector. Inserte el enchufe del cañón a través
del agujero y sujete el sensor en el lugar con el sensor orientado de modo que haga frente lejos
del colector seco. Conecte el enchufe del cañón con la caja del motor.
Si está conectado con una fuente de corriente alterna de 110, 50-60 hertzio, la unidad está lista
ahora para funcionar. Para La operación de 12 V de Corriente continua, desconecte de la fuente
de la Corriente Alterna y quite el fusible de 1/2 amperio del sostenedor del fusible de la Corriente
Alterna (también vea la sección 4.1, los requisitos de energía). Conecte una fuente de 12 VDC con
los enchufes situados en el lado de la caja del motor. Observe la polaridad marcada en la caja.
Coloque un fusible de 2 amperios en el sostenedor del fusible sobre enchufes.
La unidad debe ahora funcionar. Durante el primer ciclo la tapa debe moverse para cubrir la
cubeta del lado de depositación “Húmeda” que está situado en el extremo lejos del sensor de la
lluvia. Quite los partes movibles de la cartulina colocados entre la tapa y la cubeta. Ponga en
cortocircuito la rejilla del sensor de la lluvia al embase con una moneda, una gota del agua o un
dedo humedecido; la tapa se moverá para cubrir la cubeta del lado de depositación “seca” y
expone así la cubeta del lado de depositación “húmeda”.
Todas las técnicas requieren el colector se monte con la cubeta del lado húmedo al oeste y el
revestimiento del sensor al norte.
Debido a su peso seccionado transversalmente y relativamente bajo, el colector de precipitación
es susceptible a volarse en fuertes vientos. Por lo tanto, es esencial que la unidad esté anclada
firmemente cuando está colocada en el campo. LA GARANTÍA DEL INSTRUMENTO NO SE APLICA
AL DAÑO DEBIDO AL MONTAJE INCORRECTO. Las técnicas de anclaje numerosas están disponibles
incluyendo las estacas, las rocas, las bolsas de arena o los bloques del cemento puestos a través de
32
los extremos que resaltan de los miembros cruzados. Alternativamente, 7 pulgadas de cada uno
de los extremos que resaltan se pueden cortar y después empernar a las porciones restantes de
los miembros cruzados de modo que las secciones cortas proyecten hacia abajo. Cuatro pequeños
agujeros se cavan para acomodar las secciones hacia abajo. El colector entonces se monta en el
lugar, nivelado cuidadosamente, y vertiendo concreto en los agujeros. (Para obtener un mejor
sistema en el concreto, usted puede primero perforar varios agujeros en el ángulo de aluminio.)
4.2.2. Prueba de la estación
Una vez que están instalados los equipos, los siguientes puntos se deben hacer para
determinar si la estación está funcionando correctamente. Si se observan deficiencias, refiérase al
manual apropiado del instrumento.
Ponga en cortocircuito el sensor en el colector con agua o una moneda. Durante el ciclo de la tapa
usted debe observar el siguiente:
El voltaje a través de los terminales en la caja del motor debe estar entre 11 y 17 VDC cuando la
tapa está en la posición completamente abierta.
La tapa debe moverse cuando se registra un evento simulado para cubrir la cubeta del lado de
DEPOSITACION SECA.
Después de completar el ciclo y con el sensor mojado o la moneda en el lugar:
- El sensor debe calentar para llegar a estar caliente al tacto en el plazo de 2-3
minutos
- La tapa se debe centrar en la cubeta del lado de DEPOSITACION SECA.
- La tapa debe ser “cerrada” sobre la cubeta del lado de DEPOSITACION SECA y no
fácilmente desalojada (~ 1 pulgada del recorrido de la tapa es normal).
- Quite la moneda después de terminado el ciclo.
- La tapa se debe centrar sobre la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA
sellando “firmemente”.
- La tapa debe ser “mantenida” en la cubeta del lado de DEPOSITACION HÚMEDA
y no fácilmente desalojada.
33
SECCION II
PROTOCOLOS DE MUESTREO
34
PREPARACION DEL CONTENEDOR DE MUESTRAS PARA DEPOSITACION HUMEDA Y SECA
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
PROPOSITO
ALCANCES
MATERIALES Y EQUIPO
SEGURIDAD
PROCEDIMIENTO
REFERENCIAS
ANEXOS
35
PREPARACION DEL CONTENEDOR DE MUESTRAS PARA DEPOSITACION HUMEDA Y SECA
1. PROPÓSITO
El propósito de este procedimiento de operación estándar es proporcionar una guía consistente para la
limpieza de todo el material usado para el almacenamiento de muestras de depositación húmeda y seca.
2. ALCANCES
Este procedimiento de operación estándar aplica para todas las botellas de filtración, botellas de
extracción, botellas de muestreo en campo para agua de lluvia y de nubes, cubetas para
depositación húmeda y seca, así como todo el material usado para colectar, almacenar y extraer
las muestras.
3. MATERIALES Y EQUIPO
3.1 guantes
3.2 bolsas de plástico re-sellables
3.3 botellas de polipropileno o de polietileno de alta densidad (HDPE) en varios tamaños y
capacidades
3.4 bolsas de plástico
3.5 papel absorbente
3.6 agua desionizada
3.7 charolas
3.8 papel aluminio
3.9 botellas de muestreo en campo de 1 litro
4. SEGURIDAD
El analista deberá tener precaución acerca de los peligros asociados con las substancias químicas empleadas
en este método. Reduciendo la posibilidad de la absorción o ingestión accidental se minimizan los peligros.
No se permite introducir alimentos y bebidas en las áreas donde son usadas o almacenadas las substancias
químicas. Se deben usar batas de laboratorio, guantes y lentes de seguridad durante todo el tiempo que se
estén manejando estas substancias. En caso de que el analista no esté familiarizado con los peligros
asociados a las substancias químicas que está manejando, deberá consultar las hojas de seguridad.
36
PROCEDIMIENTO
NOTA: Se deben usar guantes de plástico en todas las etapas de este procedimiento.
4.1 Limpieza de botellas de extracción para muestras de depositación seca y depositación
húmeda.
4.1.1
4.1.2
4.1.3
4.1.4
4.1.5
4.1.6
4.1.7
4.1.8
Forrar una charola con papel de aluminio.
Usar sólo botellas de polietileno nuevas y descartar aquéllas botellas que parezcan
tener defectos.
Enjuagar cada botella con su tapa por lo menos tres veces con agua desionizada.
Sacudir el exceso de agua de cada enjuague.
Colocar las botellas dentro de la charola forrada con papel de aluminio y secar en una
estufa a 70ºC durante dos horas.
Una vez que las botellas y las tapas estén secas, se sacan de la estufa.
Cubrir las botellas con papel de aluminio y dejar que se enfríen.
Una vez que las botellas estén frías, tapar las botellas y almacenarlas dentro de una
caja especialmente destinada para ello.
4.2 Limpieza de botellas de muestreo en campo de 1 litro.
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
4.2.6
4.2.7
Antes de limpiar, remover las etiquetas que pudieran estar adheridas a las botellas en
usos anteriores, cualquier botella que muestre signos visibles de daño o defecto
deberá ser descartada.
Enjuagar cada botella con su tapa por lo menos tres veces con agua desionizada.
Sacudir el exceso de agua en cada uno de los enjuagues.
Colocar las botellas y las tapas boca abajo sobre papel absorbente.
Al siguiente día, una vez que todo el material esté seco, colocar las tapas sobre las
botellas y cerrarlas.
Colocar una etiqueta a cada botella.
Almacenas las botellas limpias y etiquetadas en bolsas de plástico re-sellables.
4.3 Limpieza de cubetas para depositación.
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
Lavar con una esponja por dentro y por fuera las cubetas que serán utilizadas para la
colección de la depositación húmeda o seca.
Enjuagar por lo menos tres veces con agua desionizada.
Eliminar el exceso de agua de las cubetas con papel absorbente y colocarlas boca
abajo para que sequen.
Al siguiente día, cuando todo el material de plástico esté seco, colocar las cubetas por
separado, cada una en una bolsa de plástico, cerrar las bolsas y almacenarlas en un
sitio destinado para ello.
37
5. REFERENCIAS
MACTEC, Inc., 2001, CASTNet QAPP prepared for USEPA.
38
6. ANEXOS
ANEXO A. Ejemplos de etiquetas.
1. Etiqueta para botellas de depositación húmeda.
ID Sitio: __________________________
Fecha y hora de inicio: ___/___/___
___:___
Fecha y Hora de término: ___/___/___
___:___
2. Etiqueta para cubetas de depositación seca.
ID Sitio: __________________________
Fecha y hora de inicio: ___/___/___
___:___
Fecha y Hora de término: ___/___/___
___:___
39
MUESTREO DE DEPOSITACION HUMEDA
CONTENIDO
1. PROPOSITO
2. ALCANCES
3. MATERIALES Y EQUIPO
4. SEGURIDAD
5. PROCEDIMIENTO
6. REFERENCIAS
40
1. PROPÓSITO
El propósito de este procedimiento de operación estándar es proporcionar una guía consistente para realizar
el muestreo de depositación húmeda.
2. ALCANCES
Este procedimiento de operación estándar aplica para todas las muestras de depositación
húmeda.
3. MATERIALES Y EQUIPOS
3.1 Muestreador automático húmedo/seco. Los colectores tipo húmedo/seco son automáticos cuyos
componentes básicos están constituidos por un recipiente de colección con una tapa móvil deslizable
que está conectada a un motor que se activa durante periodos de lluvia o nieve.
3.2 Botellas de muestreo en campo de 1 litro.
3.3 Cubetas para muestreador automático.
3.4 Aire comprimido.
3.5 Agua desionizada.
3.6 Botellas de polipropileno o HDPE de 500 ml.
4. SEGURIDAD.
El analista deberá tener precaución acerca de los peligros asociados con las substancias químicas empleadas
en este método. Reduciendo la posibilidad de la absorción o ingestión accidental se minimizan los peligros.
No se permite introducir alimentos y bebidas en las áreas donde son usadas o almacenadas las substancias
químicas. Se deben usar batas de laboratorio, guantes y lentes de seguridad durante todo el tiempo que se
estén manejando estas substancias. En caso de que el analista no esté familiarizado con los peligros
asociados a las substancias químicas que está manejando, deberá consultar las hojas de seguridad.
5. PROCEDIMIENTO.
5.1 Seleccionar una ubicación específica que sea plana o con una pendiente moderada y
protegida del viento. El colector debe ser instalado en un terreno plano sobre una base de
aluminio de 1 m de alto para prevenir salpicaduras. Se deben evitar cambios repentinos en
la pendiente en los próximos 30 m de terreno aledaño al sitio de muestreo. Un claro con
una cobertura de pasto es ideal. Sin embargo, la vegetación alrededor del sitio no debe
dejarse crecer más allá de 2 ft de alto.
5.2 El pluviómetro debe estar a más de 5 m y menos de 30 m de distancia del colector.
5.3 El sitio debe ser accesible, contar con caminos, señal de radio o celular, suministro de
energía eléctrica y agua potable, y satisfacer necesidades de hospedaje y alimentación. Es
importante tener en cuenta aspectos de seguridad y protección contra vandalismo tanto
para el equipo como para el personal que estará trabajando en la operación de la red.
41
5.4 Los problemas potenciales asociados con los colectores automáticos son mayores a los
problemas asociados con los colectores de precipitación total. Para un muestreo
apropiado, el motor del colector, el sensor y el termostato deben operar perfectamente. Si
un colector no es mecánicamente confiable para su operación durante periodos extensos
en el campo, entonces su uso no es recomendable.
5.5 Los contenedores de muestreo deben de ser lavados con ácido después de cada evento de
muestreo. Esto asegura que no vaya a haber contaminación aleatoria y sistemática a partir
de residuos acumulados en el contenedor. Brevemente el procedimiento recomendado es
el siguiente: Después de verter la muestra en el recipiente contenedor, se verifica que éste
no presente crecimiento biológico, partículas de suelo o residuos de plantas. Si el
contendor está visiblemente contaminado, éste debe ser descartado., si no, se llena con
una solución de HCl 6N y se permite que repose durante 1 hora después de lo cual es
lavado con agua desionizada. Se debe verificar la conductividad del enjuague final para
asegurar que todo el ácido fue removido. El contenedor es entonces sellado y está listo
para ser usado. Si la muestra contiene de manera obvia material extraño, éste debe ser
descartado.
5.6 Un “evento” se puede definir como un periodo de precipitación el cual es aislado en
tiempo en términos de patrones sinópticos de clima. Estos eventos pueden ser bastante
prácticos y funcionales durante situaciones de tormenta invernal, pero en el caso de
actividad convectiva, en donde la precipitación puede ser aislada pero frecuente y de
corta duración, puede llegar a ser poco práctico muestrear cada evento a corto plazo. Por
tanto en estos casos se establece un mínimo de 24 horas como un periodo de muestreo.
Un horario sugerido para recoger las muestras es a las 8 hrs, cada 24 horas.
5.7 Para recoger la muestra, mojar con unas cuantas gotas de agua desionizada el sensor para
accionar la tapa deslizable del muestreador. Inmediatamente después de esto, la cubeta
de depositación húmeda queda al descubierto, y se transvasa su contenido a una botella
de muestreo en campo de un litro, realizando previamente un enjuague con la muestra
antes de vaciar todo el contenido en la botella. A continuación se cambia la cubeta de
colección por otra perfectamente limpia y lista para usarse. Para accionar la tapa del
sensor, se utiliza aire comprimido para secar el sensor y accionar la tapa del contenedor
de depositación húmeda. Ahora el sistema de colección automático está listo para el
muestreo del siguiente evento.
5.8 El contenido de la botella de muestreo en campo de un litro se divide en dos alícuotas de
500 ml que se almacenarán por separado en botellas de polipropileno o HDPE: una para
análisis de aniones y otra para el análisis de cationes (las cuales deberán preservarse con
HNO3 a un pH de 2).
5.9 Las mediciones de pH y conductividad en la medida de lo posible deben hacerse en el sitio.
Una vez hecho esto, las muestras deben preservarse mediante refrigeración a 4 ºC hasta
su envío al laboratorio más cercano para su filtración y análisis.
5.10
La filtración de la muestra es altamente recomendable debido a las
consideraciones técnicas. Las partículas en solución interfieren directamente con el análisis
exacto usando espectrofotometría de absorción atómica y colorimetría. Los efectos sobre la
primera incluyen 1) dispersión de luz directa por la aspiración de partículas resultando en
concentraciones demasiado altas y 2) la atomización de partículas sólidas resulta en un
incremento aparente de iones solubles
42
3) taponamiento del sistema nebulizador durante la aspiración que reduce la velocidad de
flujo de la muestra y subsecuentemente resulta en un decremento en la sensibilidad. La
dispersión de luz debido a partículas suspendidas puede también causar desviaciones e
interferencias cuando se emplean métodos colorimétricos, elevando o disminuyendo la
concentración aparente. Por lo tanto, una vez recibidas las muestras en el laboratorio, éstas
deben filtrarse utilizando un sistema de filtración al vacío utilizando membranas de teflón de
47 mm.
Una vez filtradas las muestras, éstas pueden almacenarse en refrigeración a 4 ºC
5.11
para su posterior análisis.
6. REFERENCIAS.
Galloway, J.N. and Likens, G.E. 1976. Calibration of collection procedures for the determination of
precipitation chemistry. Water, Air & Soil Pollution, Vol. 6,pp. 241-258.
43
MUESTREO DE DEPOSITACION SECA
CONTENIDO
1. PROPOSITO
2. ALCANCES
3. MATERIALES Y EQUIPO
4. RESUMEN DEL METODO
5. SEGURIDAD
6. PROCEDIMIENTO
7. REFERENCIAS
44
MUESTREO DE DEPOSITACION SECA
1. PROPOSITO
El propósito de este procedimiento estándar de operación consiste en proporcionar una guía
metodológica para realizar el muestreo de depositación seca.
2. ALCANCES
Este método permite estimar la tasa de depositación seca para tres grupos de compuestos en muestras de
depositación seca: cationes, aniones y amonio.
3. MATERIALES Y EQUIPO
Muestreador automático húmedo/seco
Filtros de nylon de 47 mm de diámetro y tamaño de poro de 1 µm
4. RESUMEN DEL METODO
Este método permite estimar la tasa de depositación seca mediante el uso de superficies surrogadas (filtros
de nylon).
5. SEGURIDAD
El analista deberá tener precaución acerca de los peligros asociados con las substancias químicas empleadas
en este método. Reduciendo la posibilidad de la absorción o ingestión accidental se minimizan los peligros.
No se permite introducir alimentos y bebidas en las áreas donde son usadas o almacenadas las substancias
químicas. Se deben usar batas de laboratorio, guantes y lentes de seguridad durante todo el tiempo que se
estén manejando estas substancias. En caso de que el analista no esté familiarizado con los peligros
asociados a las substancias químicas que está manejando, deberá consultar las hojas de seguridad.
6. PROCEDIMIENTO
6.1 Tres filtros de nylon de 47 mm de diámetro y tamaño de poro de 1 µm deben ser usados por cada sitio
como superficies surrogadas. Estos filtros deben estar suspendidos en un soporte de aluminio. El soporte de
45
aluminio con el juego de tres filtros deberá introducirse en la cubeta para depositación seca del muestreador
tipo húmedo-seco y deberá colocarse a una altura de 5 cm por encima del fondo de la cubeta.
46
6.2 Simultáneamente a la exposición se deberán tener blancos de campo ( 1 blanco de campo para cada
determinación) para cada uno de los tres grupos de análisis de muestras de depositación seca.
6.3 Los filtros deberán permanecer expuestos durante un periodo de una semana, después del
cual deberán ser retirados por medio de pinzas y guardados por separado en cajas de petri.
6.4 Después de ser retirados y guardados en cajas de petri deberán ser almacenados en
congelación hasta su análisis.
6.5 El primer filtro será extraído y utilizado para la determinación de cationes, el segundo filtro
será extraído y utilizado para la determinación de aniones y el tercer filtro será extraído y utilizado
para la determinación de amonio.
6.6 Los filtros de nylon son extraídos con 80 ml de agua desionizada tipo II durante 15 minutos en
un baño ultrasónico.
6.7 Los extractos de los tres filtros son analizados por separado para cationes (digestión ácida y
espectrofotometría de absorción atómica), aniones (cromatografía de iones) y amonio (método
colorimétrico del fenato).
6.8 Las tasas de depositación se calculan con base al área de la superficie surrogada utilizada
(filtros de nylon) y el tiempo de exposición (una semana).
6.9 Al cabo de una semana, los filtros deben ser reemplazados por filtros nuevos para el siguiente
periodo de exposición, siguiendo todo el procedimiento anteriormente descrito.
7. REFERENCIAS
Alonso, R; Bytnerowicz, A; and Boarman, W.I. (2005). Atmospheric dry deposition in the vicinity
of the Salton Sea, California-I: Air Pollution and deposition in a desert environment.
Atmospheric Environment. Vol. 39. pp. 4671-4679.
Lindberg, S.E and Lovett, G.M. (1985). Field measurements of particle dry deposition rates to
foliage and inert surfaces in a forest canopy. Environmental, Science & technology. Vol. 19. pp.
238-244.
47
Lindberg, S.E; Lovett, G.M; Richter, D.D; and Johnson, D.W. (1986). Atmospheric deposition and
canopy interactions of major ions in a forest. Science. Vol. 231. pp. 141-145.
48
ORGANIZACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE MUESTRAS DE DEPOSITACION HUMEDA Y SECA
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
PROPÓSITO
ALCANCES
APARATOS Y MATERIALES
SEGURIDAD
PROCEDIMIENTOS
REFERENCIAS
49
ORGANIZACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE MUESTRAS DE DEPOSITACION HUMEDA Y SECA
1. PROPÓSITO
El propósito de este procedimiento estándar de operación es proporcionar una guía
consistente para el almacenamiento de muestras en laboratorio.
2. ALCANCES
Este procedimiento estándar de operación aplica para filtros de depositación seca,
despojadores anulares, extractos y depositación húmeda.
3. APARATOS Y MATERIALES
Muestras, pre y post extracción.
Refrigeradores.
Termómetros.
4. SEGURIDAD
El analista deberá tener precaución acerca de los peligros asociados con las substancias químicas empleadas
en este método. Reduciendo la posibilidad de la absorción o ingestión accidental se minimizan los peligros.
No se permite introducir alimentos y bebidas en las áreas donde son usadas o almacenadas las substancias
químicas. Se deben usar batas de laboratorio, guantes y lentes de seguridad durante todo el tiempo que se
estén manejando estas substancias. En caso de que el analista no esté familiarizado con los peligros
asociados a las substancias químicas que está manejando, deberá consultar las hojas de seguridad.
5. PROCEDIMIENTO
5.1 Área de almacenamiento de muestras. Las muestras deben ser almacenadas antes y
después de su análisis de acuerdo al tipo de muestra de que se trate:
5.1.1 Almacenamiento a corto plazo.
5.1.1.1 Las muestras deben empacarse junto con las muestras extraídas, debiendo estar
correctamente etiquetadas con las iniciales apropiadas y las fechas de muestreo, de
extracción y de análisis.
50
5.1.1.2 Las muestras extraídas deben ser almacenadas una noche antes de su análisis en el
refrigerador del área analítica del laboratorio, inmediatamente después de su análisis
deben ser transferidas al área de refrigeración general.
5.1.2 Almacenamiento a largo plazo.
51
5.1.2.1 Las muestras son transferidas del área de refrigeración general a un sitio de
almacenamiento semi-permanente donde serán almacenadas por un año adicional al
final del año de muestreo.
5.1.2.2 Adicionalmente las muestras permanecerán en el sitio de almacenamiento semipermanente por un año adicional.
5.2 La temperatura del refrigerador del área analítica del laboratorio debe mantenerse a 4 grados
centígrados (ºC ) ± 2 ºC. Si la temperatura se desvía de este rango, el sistema de refrigeración debe
ser revisado y se debe verificar la temperatura cada dos horas hasta que se cumpla con esta
especificación. Si la temperatura aún sigue estando fuera de rango, se debe notificar inmediatamente
al responsable del laboratorio analítico. Todos los registros de temperatura deberán ser anotados en
una bitácora manual y/o electrónica.
6. REFERENCIAS
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 17th edition, 1989. Edited by
Clesceri, L.S., Greenberg, A.E., Trussel, R.R. APHA-AWWA-WPCF, Washington, D.C.
Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes (EPA 305.2), EPA-600/4-79-020, Revised
March 1983.
MACTEC, Inc., 2001, CASTNet QAPP prepared for USEPA.
52
FILTRACION DE LAS MUESTRAS DE DEPOSITACION
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
PROPÓSITO
ALCANCES
MATERIALES Y EQUIPOS
SEGURIDAD
PROCEDIMIENTO
REFERENCIAS
53
FILTRACIÓN DE LAS MUESTRAS DE DEPOSITACION
1. PROPÓSITO
El propósito de este procedimiento estándar de operación consiste en proporcionar una guía para
la filtración de muestras de depositación.
2. ALCANCES
Este procedimiento estándar de operación aplica a todas las muestras de depositación húmeda
recibidas en recipientes de 1 litro a partir de cubetas de muestreo en campo.
3. MATERIALES Y EQUIPO
3.1 Sistema de filtración al vacío.
3.2 Filtros de membrana de 47 mm, tamaño de poro de 0.45-micrometros (µm) o equivalente.
3.3 Botellas de polietileno limpias.
3.4 Etiquetas para muestras.
3.5 Pinzas de plástico o recubiertas de teflón.
3.6 Papel aluminio.
3.7 Botellas de 1 litro de polietileno de alta densidad (HDPE).
3.8 Papel absorbente.
3.9 Agua desionizada.
3.10 jeringas de plástico de 20-mililitros (mL).
3.12 Guantes.
4. SEGURIDAD
El analista deberá tener precaución acerca de los peligros asociados con las substancias químicas empleadas
en este método. Reduciendo la posibilidad de la absorción o ingestión accidental se minimizan los peligros.
No se permite introducir alimentos y bebidas en las áreas donde son usadas o almacenadas las substancias
químicas. Se deben usar batas de laboratorio, guantes y lentes de seguridad durante todo el tiempo que se
estén manejando estas substancias. En caso de que el analista no esté familiarizado con los peligros
asociados a las substancias químicas que está manejando, deberá consultar las hojas de seguridad.
5. PROCEDIMIENTO
NOTA: Se requiere el uso de guantes en todas las etapas comprendidas en este procedimiento.
5.1 Procedimiento para preparar los filtros de membrana:
5.1.1
Enjuagar el matraz de filtración al menos tres veces con agua desionizada.
54
5.1.2
Llenar el matraz hasta 2/3 de su Capacidad con agua desionizada.
55
5.1.3
5.1.4
5.1.5
5.1.6
Sacar los filtros de membrana del paquete y depositarlos en papel absorbente.
Airear los filtros y separarlos del papel que traen adherido con la ayuda de una pinza.
Después de que la película de papel ha sido removida, drenar 1/3 del agua contenida
en el matraz y rellenarlo de nuevo a 2/3 de su capacidad con agua desionizada.
Enjuagar los filtros con agua desionizada al menos 12 horas antes de iniciar la filtración
de las muestras. Almacenar el matraz con una cubierta para prevenir la
contaminación.
5.2 Preparación del sistema de filtración.
5.2.1 Usando unas pinzas limpias, enjuagadas con agua desionizada, tomar cuidadosamente un
filtro de membrana. Si el filtro presenta roturas o cualquier otro defecto, éste deberá ser
descartado. Colocar el filtro sobre la parte superior del sistema de filtración.
5.2.2 Verificar el interior del aparato de filtración para asegurarse que esté libre de contaminación.
5.2.3 Verter de 200 a 250 mL de agua desionizada sobre la parte superior del sistema de filtración.
Encender la bomba de vacío. Ir llenando la parte superior del sistema de filtración conforme sea
necesario de tal modo que toda el agua desionizada haya sido filtrada.
5.2.4 Monitorear el nivel de agua en el contenedor de desechos para asegurarse que aún no esté
lleno. Si está lleno, será necesario detener la filtración para vaciar este contenedor.
5.2.5 Una vez que toda el agua desionizada ha pasado a través del filtro, se puede iniciar la
filtración de la muestra.
5.3 Filtración de las muestras
5.3.1 Seleccionar la muestra que será filtrada y colocar la botella de muestreo en campo enfrente
del sistema de filtración. Seleccionar una botella de plástico y pegar la etiqueta correcta.
5.3.2 Enjuagar la botella al menos tres veces con agua desionizada y sacudir el exceso de agua.
5.3.3 Colocar la botella con su tapa enfrente de la botella de muestreo en campo.
5.3.4 Verter la muestra sobre la parte superior del sistema de filtración y encender la bomba de
vacío. Filtrar por lo menos 250 ml de muestra
5.3.5 Una vez que la botella esté llena o toda la muestra haya sido filtrada, detener la filtración y
apagar la bomba de vacío.
5.3.9 Etiquetar la botella, taparla y almacenar las muestras filtradas bajo refrigeración a 4 ºC hasta
su posterior análisis.
6. REFERENCIAS
MACTEC, Inc., 2001, CASTNet QAPP prepared for USEPA.
56
DETERMINACION DE pH EN AGUA (METODO EPA 150.1)
CONTENIDO
1. PROPÓSITO
2. ALCANCES
3. RESUMEN DEL MÉTODO
4. INTERFERENCIAS
5. MATERIALES Y EQUIPO
6. REACTIVOS
7. SEGURIDAD
8. PROCEDIMIENTO
9. CONTROL DE CALIDAD
10. CÁLCULOS
11. ACCIONES CORRECTIVAS
12. REVISIÓN DE DATOS
13. DESVIACIONES DEL MÉTODO
14. REFERENCIAS
15. ANEXOS
57
DETERMINACION DE pH EN AGUA (METODO EPA 150.1)
1. PROPÓSITO
El propósito de este Procedimiento Estándar de Operación (PEO) es proporcionar una guía
consistente para la determinación de la concentración de iones hidronio (pH) en agua.
2. ALCANCES
Este método es aplicable para agua potable, superficial, salina, desechos domésticos e
industriales, lluvia ácida y extractos de depositación seca (depositación atmosférica).
3. RESÚMEN DEL MÉTODO
El pH de una muestra se determina potenciométricamente usando una combinación de
electrodos.
4. INTERFERENCIAS
4.1 Muestras con valores de pH muy bajos o muy altos pueden dar lecturas incorrectas en el
medidor. Para muestras con valores reales de pH >10.0, el valor medido puede ser erróneo
y mostrar lecturas de pH por debajo de este valor. Usando un electrodo bajo en sodio se
puede minimizar este error. Soluciones ácidas fuertes con valores de pH<1.0 pueden dar
lecturas erróneas que muestren valores por encima del valor real de pH. Soluciones ácidas o
básicas fuertes son poco probables en muestras de depositación atmosférica.
4.2 Fluctuaciones en temperatura pueden causar errores de medición incluyendo efectos
mecánicos causados por cambios en las propiedades de los electrodos así como efectos químicos
causados por cambios en el equilibrio. Siempre se debe registrar la temperatura a la cuál se mide
el pH.
4.3 Pueden ocurrir errores cuando los electrodos son recubiertos con cualquier tipo de sustancia adherente
(por ejemplo, aceite o partículas). En caso de que esto ocurra, lavar el electrodo con un detergente suave y
entonces enjuagarlo con agua desionizada. En caso de no ser suficiente, limpiar el electrodo, localizarlo
dentro de un baño ultrasónico o en una solución de ácido clorhídrico 1:9 de modo que una tercera parte del
electrodo se encuentre sumergido en dicha solución. Posteriormente, lavarlo con agua desionizada.
5. MATERIALES Y EQUIPO
5.1 Medidor de pH con un sensor de temperatura para una compensación automática precisa y
sensible al menos a 0.1 unidades de pH.
5.2 Electrodos:
58
5.2.1 Electrodo de vidrio en combinación con un electrodo de referencia de calomelanos (semielemento que contiene un electrodo de mercurio en contacto con una solución de cloruro
potásico saturada con cloruro mercurioso), o
59
5.2.2 Una combinación de electrodos.
5.3 Vasos de boca ancha de polietileno o recipientes analíticos equivalentes capaces de contener
suficiente muestra para cubrir el elemento sensor de la probeta de pH.
6. REACTIVOS
6.1 Agua: Agua desionizada de resistividad de 15 mega ohms (MΩ) o mayor, derivada de
intercambiadores de iones de lecho mezclado, filtros de carbón activado e intercambiadores de
pulimento. El agua no debería contener partículas mayores a 0.20 micrones.
6.2 Soluciones buffer estándar a valores de pH de 4, 7, y 10, las cuales son fácilmente disponibles por parte
de un proveedor comercial. Almacenar la solución buffer estándar de pH 10 protegido de la luz y bajo
refrigeración después de ser abierto el envase para minimizar el crecimiento bacteriano. Alternativamente, las
soluciones buffer estándar a valores de pH de 3, 5 y 8, pueden ser usados para calibrar la probeta dentro de
un rango más bajo.
6.3 Solución interna del electrodo: solución 3 Molar (M) de cloruro de potasio (KCl) la cual es
comercialmente disponible.
6.4 Estándar de Referencia: Estándares de agua de lluvia simulada de alta pureza, o equivalente.
6.5 Verificación de la solución estándar. Aproximadamente 1.85 x 10-5 M Cl. El blanco de pH de
esta solución es 4.74 unidades de pH.
7. SEGURIDAD
El Analista debe estar consiente de los riesgos asociados con los químicos usados en este método. No se
permite comer ni beber en áreas en donde los químicos son usados o almacenados, lo cual reduce la
posibilidad de absorción o ingestión y se minimizan los riesgos. Se debe usar batas de laboratorio, guantes y
lentes de seguridad siempre que se manejen estos químicos. Si el analista no se encuentra familiarizado con
los riesgos asociados a los químicos que están siendo usados, se deben consultar las Hojas de Datos de
Seguridad de los Materiales.
8. PROCEDIMIENTO
8.1 Calibración.
8.1.1 Mover o agitar suavemente todos los buffers y estándar previo a hacer cualquier medición o tomar
alícuotas. Registrar el número de lote de todos los buffers y estándares usados. Deslizar el cuello del
electrodo hacia abajo para exponer el portal de llenado y llenar de nuevo con la solución, en caso de que sea
necesario. Mantener abierto el portal de llenado durante el análisis.
60
NOTA: Las muestras de lluvia ácida no deberán ser agitadas. En vez de eso, girar las muestras suavemente
por unos segundos después de introducir el electrodo. Permitir que el electrodo se equilibre. La interfase aireagua no debe ser perturbada mientras se está realizando la medición.
8.1.2 Verificar la temperatura del buffer con pH de 7 (o pH de 5) el cual es usado para calibrar el
medidor y ajustar con el botón de temperatura a dicha temperatura. Registrar la temperatura del
buffer en la bitácora de laboratorio.
8.1.3 Oprimir el botón de FUNCIONAMIENTO para hacer que el instrumento pase del modo EN
ESPERA (standby) al modo de pH (de OPERACION). Situar el electrodo dentro de la solución buffer
a pH de 7 y ajustar con el botón CALIBRAR de modo que el medidor de pH lea 7.00 después de que
la lectura se haya estabilizado.
8.1.4 Levantar el electrodo y enjuagar con agua desionizada. Repetir este procedimiento cada vez
que se use el electrodo.
8.1.5 Situar el electrodo dentro de la solución buffer a pH de 4 (o pH de 3). Después de que la
lectura se haya estabilizado, ajustar hasta que el medidor lea 4.00. Registrar la temperatura de la
solución buffer. La temperatura de la solución buffer a pH de 4 no debería de ser de + 1°C de la
temperatura de la solución buffer a pH de 7. Limpiar el electrodo tal como lo indica el paso 8.1.4.
8.1.6 Situar el electrodo dentro de la solución buffer a pH de10 (o pH de 8) y, después de que la
lectura se haya estabilizado, registrar la lectura de pH. Una lectura de 10.00 ±0.05 indica que el
electrodo fue apropiadamente calibrado. Registrar la temperatura. La temperatura de la solución
buffer a pH de 10 no debería de ser de + 1°C de la temperatura de la solución buffer a pH de 7.
Limpiar el electrodo tal como lo indica el paso 8.1.4.
8.1.7 Una lectura fuera del rango de 10.00 ±0.05 indica que el electrodo puede haber sido
calibrado inapropiadamente, y las siguientes acciones pueden ser necesarias de llevar a cabo.
8.1.7.1 Conseguir una nueva botella de solución buffer a pH de 10 y verificar el pH. Si el valor de
pH de la nueva solución buffer da una lectura dentro del rango de 10.00 ±0.05, entonces
continuar con el análisis de las muestras. Asegurarse de que la temperatura de la solución buffer
es de + 1 °C de la temperatura de la solución buffer a pH de 7.
8.1.7.2 Si la nueva botella de la solución buffer a pH de 10 se encuentra fuera del criterio, el
medidor puede haber sido incorrectamente calibrado a partir de la solución buffer a pH de 7.
Verificar la calibración original con una nueva solución buffer a pH de 7 y recalibrar, si es
61
necesario, siguiendo los pasos 8.1.2 al 8.1.5. Asegurarse de anotar cualquier cambio en la
temperatura.
8.1.7.3 Si los pasos 8.1.7.1 y 8.1.7.2 no corrigen el problema, ver el archivo adjunto A y seguir las
instrucciones para la limpieza de la probeta de pH y reemplazo de la solución interna de la
probeta.
62
8.1.7.4 Si los pasos 8.1.7.1 al 8.1.7.3 no corrigen el problema, verificar con el Jefe de Laboratorio.
8.1.8 Re-equilibrar el electrodo mediante su localización de vuelta en la solución buffer a pH de 4
hasta que la lectura alcance el valor registrado en la bitácora de operación. Enjuagar el electrodo.
8.2 Análisis de las muestras.
8.2.1 Llevar la muestra a la temperatura ambiente y registrar la temperatura en la bitácora. La
temperatura de la muestra y la del buffer no deben de diferir por más de 1°C. Vaciar suficiente
muestra dentro de un recipiente analítico limpio para cubrir el elemento sensor de la probeta.
Situar el electrodo dentro de la muestra, agitar suavemente, y permitir que la probeta se equilibre.
8.2.2 Sumergir la probeta dentro de una porción fresca de la muestra. Registrar el valor de pH en
la bitácora.
8.2.3 Reportar el valor de pH más cercano a la unidad 0.01.
9. CONTROL DE CALIDAD (QC)
9.1 Los blancos del método (BM) deben ser analizados al inicio de cada lote analítico, a menos de
que sea especificado de una manera diferente por el proyecto. BM consisten de agua desionizada.
9.2 Muestras de Referencia (MREF) deben ser analizadas al inicio y al final de cada corrida. El
criterio de aceptación es ±0.05-unidad de pH del valor certificado.
9.3 Estándares de Control (EC) deben ser analizados a una frecuencia del 10%. El criterio de
aceptación es ±0.05-unidad de pH del valor certificado.
9.4 Réplica de la Muestra (RM), su análisis debe ser realizado a una frecuencia del 10%. La lectura
debería ser de ±0.05-unidad de pH o una lectura adicional debe ser tomada. Nota: El número real
de muestras de control de calidad requerido es redondeado al número entero más cercano, por
ejemplo., 10%=1 QC para 1 a 10 muestras; 2 QC para 11 a 20 muestras, etc.
10. CALCULOS
La señal analítica a partir de fuentes de calibración es usada para generar una curva de calibración. El cálculo
del software del instrumento incluye la pendiente y la intercepción de la curva. Los datos de calibración son
usados para relacionar la señal analítica de las muestras con el nivel de pH.
63
11. ACCIONES CORRECTIVAS
La mayoría de las acciones correctivas dentro del alcance de este procedimiento estándar de operación son
la respuesta a la falla de los parámetros control de calidad. Generalmente, optimizando los parámetros
analíticos del instrumento y regenerando los estándares analíticos, es posible aliviar dichos problemas. De lo
contrario, un técnico de servicio debería ser consultado para remediar dichos problemas.
12. REVISIÓN DE LOS DATOS
La revisión de los datos es llevada a cabo al menos a dos niveles dentro de la escala
organizacional del laboratorio. El analista debe ser encargado con la responsabilidad primaria de
la exactitud y precisión de los datos reportados. Esto debería de incluir una auditoria a los
parámetros de operación del instrumento y de las respuestas analíticas, revisión de los datos
crudos para perfección y solidez. Una vez calculados, los resultados finales son revisados por el
analista y el Líder del Grupo Analítico. Si el lote de datos tiene características inusuales, una
narrativa del lote es generada. Si el lote de datos no cumple cualquiera de los criterios de
control de calidad relevantes, el lote es posteriormente revisado por el Jefe de Laboratorio y por
la Oficina de Aseguramiento de Control de Calidad.
13. DESVIACIONES DEL MÉTODO
No son permitidas desviaciones a este método.
14. REFERENCIAS
Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes (EPA 150.1), EPA 600/4-79-020, revised
March 1983.
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 17th edition, 1989. Edited by
Clesceri, L.S., Greenberg, A.E., Trussel, R.R. APHA-AWWA-WPCF, Washington D.C.
64
MACTEC, Inc., 2001, CASTNet QAPP (Draft) prepared for USEPA.
15. ANEXOS
ANEXO A – Limpieza de una probeta de pH
ANEXO A. LIMPIEZA DE LA PROBETA DE pH
1. Examinar que las probetas no tengan raspaduras, residuos y partículas. Si las
incrustaciones están en la parte exterior de la probeta, enjuagar con agua desionizada a
HCl 1 N para removerlas. Ver la sección 4.3 para opciones de limpieza exterior.
65
2. Limpiar cuidadosamente la probeta, secar y repetir la verificación. Si la acumulación de
partículas es interna o la probeta no se calibrará todavía de acuerdo al criterio, proceder al
siguiente paso.
3. Inclinar cuidadosamente la probeta para derramar la solución de referencia anterior.
Burbujas de aire se pueden formar en el interior de las bobinas de la probeta. Agitar
cuidadosamente o tocar la probeta para desalojar. Si la solución no se derrama, usar una
jeringa, provista de una fina pieza de guía de tubo de Teflon® para remover la solución.
4. Usando la jeringa, llenar parcialmente la probeta desde el fondo de la probeta con
solución de referencia fresca para eliminar cualquier partícula que pudiera acumularse
alrededor de los empaques cerámicos. Inclinar cuidadosamente la probeta para cubrir las
superficies interiores de la probeta. Remover la solución como se indicó anteriormente.
5. Repetir los pasos previos.
6. Rellenar la probeta, teniendo cuidado de que no existan burbujas de aire.
7. Empapar la probeta en HCl 1 N por un mínimo de una hora para restablecer el equilibrio.
Almacenar la probeta de la solución buffer pH 7 de aproximadamente 200 mL a la cual se
le ha añadido 1 g KCl.
66
CONDUCTIVIDAD ESPECÍFICA PARA MUESTRAS DE DEPOSITACION
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
PROPÓSITO
ALCANCES
RESUMEN DEL METODO
INTERFERENCIAS DEL METODO
MATERIALES Y EQUIPO
REACTIVOS
SEGURIDAD
PROCEDIMIENTO
CONTROL DE CALIDAD
CALCULOS
ACCIONES CORRECTIVAS
REVISIÓN DE DATOS
DESVIACIONES DEL METODO
REFERENCIAS
ANEXOS
67
CONDUCTIVIDAD ESPECÍFICA PARA MUESTRAS DE DEPOSITACION (METODO EPA 120.1)
1. PROPÓSITO
El propósito de este procedimiento estándar de operación es proporcionar un método consistente
para la determinación de la conductividad en muestras de depositación.
2. ALCANCES
Este método es aplicable a agua potable, aguas superficiales, aguas salinas, aguas domésticas e industriales
y lluvia ácida (depositación atmosférica).
3. RESUMEN DEL METODO
3.1. La conductividad específica de una muestra se mide mediante el uso de un medidor de
conductividad.
3.2. Las muestras deben ser analizadas preferentemente a 25ºC. La temperatura de
compensación automática es usada por el instrumento para hacer las correcciones de
temperatura necesarias y reportar los resultados a 25 ºC.
3.3. Si el análisis no puede ser llevado a cabo dentro de las 24 horas después de colectada la
muestra, se debe tomar una fracción filtrada. El sistema de filtración debe ser lavado con
agua destilada de alta calidad y pre-enjuagado con la muestra.
4. INTERFERENCIAS DEL METODO
4.1 La conductividad eléctrica incrementa con la temperatura aproximadamente 2.1% por cada ºC.
Existen diferencias significativas cuando se comparan diferentes iones entre los coeficientes de
temperatura de la conductividad. Por lo tanto, las variaciones de temperatura y las correcciones
representan una fuente potencial de error.
4.2 Las celdas de conductividad sucias pueden causar lecturas erróneas.
4.3 El dióxido de carbono disuelto (CO2) y el amonio (NH4) de la atmósfera incrementan la
conductividad de las muestras. En la medida de lo posible mantener cubiertas todas las soluciones
y muestras para protegerlas de la influencia de la atmósfera.
5. MATERIALES Y EQUIPO
68
5.1 Medidor de conductividad, rango de 0 microomhs por centímetro (µmhos/cm) a 200 millimhos
por centímetro (mmhos/cm) con Capacidad para realizar correcciones automáticas de
temperatura.
69
5.2 Sonda de conductividad. Seguir todas las indicaciones del fabricante respecto al
almacenamiento, limpieza y mantenimiento de la sonda.
5.2.1 Sonda de conductividad de grafito y cerámica de 4 electrodos, K=0.475. Esta sonda no es útil
para analizar muestras por debajo de 10 µmhos/cm. Presenta lecturas extremadamente estables
por arriba de 20 µmhos/cm.
5.2.2 Sonda de conductividad de platino y vidrio de dos electrodos, K=1.0. Esta sonda es útil para
todo tipo de muestras y es la celda recomendada para su uso preferente.
5.3 Pipetas de vidrio clase A y micropipetas digitales con puntas.
5.4 matraces volumétricos clase A – 100. 200, 250, and 500 mililitros (mL).
5.5 Balanza analítica, con una sensibilidad de 0.0001 gramos (g).
5.6 Recipientes apropiados para muestras.
6. REACTIVOS
6.1 Agua: Desionizada (DI) con una resistividad de 15 (mega ohms) MΩ o más,
proveniente de intercambiadores de iones de lecho mezclado, y filtros de carbón activado.
El agua no debe contener partículas con tamaños mayores a 0.20 µm.
6.2 Estándares de calibración preparados en el laboratorio. Si se utilizan estándares de calibración
preparados en el laboratorio, se debe tener disponible un estándar de control comercial.
6.2.1 Solución stock de cloruro de potasio (KCl).
6.2.1.1 Solución stock I de KCl [0.050 Molar (M) KCl]: Disolver 0.94 gramos (g) de KCl pre-secado
(mínimo de 2 horas a 105 ºC) en un litro (L) de agua desionizada. La conductividad de esta solución
debe ser de aproximadamente 6668 µmhos/cm.
6.2.1.2 Solución stock II de KCl [0.500 M KCl]: Disolver 9.32 gramos (g) de KCl presecado (mínimo de 2 horas a 105 ºC) en un litro (L) de agua desionizada, la conductividad
de esta solución debe ser de aproximadamente 58.64 mmhos/cm.
6.2.1.3 Solución stock III de KCl [0.100 M KCl]: Disolver 1.86 gramos (g) de KCl pre-secado (mínimo
de 2 horas a 105 ºC) en un litro (L) de agua desionizada, la conductividad de esta solución debe ser
de aproximadamente 12.99 mmhos/cm.
6.2.2 Estándar de calibración I – Rango 1 [0.507 milliMolar (mM) KCl]: Diluir 5.054
mL de solución Stock I [0.050 M KCl] a 500 con agua desionizada. Una combinación de pipetas de
vidrio y digitales debe ser utilizada para realizar esta dilución. Ajustar a 5 ml de solución stock si no
se tienen disponibles pipetas digitales. La conductividad de la solución debe de ser de 75.0
µmhos/cm.
6.2.3 Estándar de calibración II – Rango 2 [5.55 mM KCl]: Diluir 1.114 mL de solución Stock
II [0.500 M KCl] a 100 mL con agua desionizada. Una combinación de pipetas de vidrio y digitales
debe ser utilizada para realizar esta dilución. Ajustar a 1 ml de solución stock si no se tienen
disponibles pipetas digitales. La conductividad de la solución debe de ser de 801µmhos/cm.
6.2.4 Estándar de verificación de baja calibración –Rango 2 [1.37 mM KCl]: Diluir 2.724 mL de
solución Stock III [0.100 M KCl] a 200 mL con agua desionizada. Una combinación de pipetas de
70
vidrio y digitales debe ser utilizada para realizar esta dilución. Ajustar a 2.5 ml de solución stock si
no se tienen disponibles pipetas digitales. La conductividad de la solución debe de ser de 202
µmhos/cm.
71
6.2.5 Estándar de verificación I de alta calibración – Rango 1 [3.5 mM KCl]: Diluir 1.75 mL
de solución Stock II [0.500 M KCl] a 250 mL con agua desionizada. Una combinación de pipetas de
vidrio y digitales debe ser utilizada para realizar esta dilución. Ajustar a 1.5 ml de solución stock si
no se tienen disponibles pipetas digitales. La conductividad de la solución debe de ser 502
µmhos/cm.
6.2.6 Estándar de verificación II de alta calibración– Rango 2 [14.13 mM KCl]: Diluir 5.65 mL de
solución Stock S II [0.500 M KCl] a 200 mL con agua desionizada. Una combinación de pipetas de
vidrio y digitales debe ser utilizada para realizar esta dilución. Ajustar a 5.5 ml de solución stock si
no se tienen disponibles pipetas digitales. La conductividad de la solución debe de ser 1995
µmhos/cm.
6.3 Estándares comerciales de calibración. Si se van a usar estándares comerciales de calibración,
se debe preparar en el laboratorio un estándar de control.
6.3.1 Estándar de calibración I – Rango 1: La conductividad de la solución debe ser de 100
µmhos/cm.
6.3.2 Estándar de verificación I de baja calibración – Rango 1: La conductividad de la solución debe
ser de 10 µmhos/cm.
6.3.3 Estándar de verificación II de baja calibración – Rango 1: La conductividad de la solución debe
ser de 5 µmhos/cm.
6.4 Estándares de referencia.
6.4.1 Solución de referencia I Rango 1: conductividad estándar de aproximadamente 14.94
µmhos/cm.
6.4.2 Solución de referencia II Rango 1: Estándares de alta pureza Agua de lluvia simulada 1 o
equivalente. Este estándar debe estar en el rango de 20-30 µmhos/cm.
6.4.3 Solución de referencia Rango 2: La conductividad de la solución debe estar en el rango de
200-500 µmhos/cm.
6.5 Soluciones estándar de control: Si los estándares de calibración son preparados en el
laboratorio, utilizar un estándar de control comercial. De lo contrario, si se utilizan
estándares comerciales, utilizar un estándar de control preparado en el laboratorio.
6.5.1 Solución Estándar de Control I – Rango 1 [0.100 mM KCl]: Diluir 1 mL de solución Stock
I [0.050 M KCl] a 500 mL con agua desionizada. La conductividad de esta solución debe ser de
14.94 µmhos/cm.
6.5.2 Solución Estándar de Control II – Rango 2 [7.0 mM KCl]: Diluir 2.8 mL de solución Stock II
[0.500 M KCl] a 200 mL con agua desionizada. Una combinación de pipetas de vidrio y digitales
debe ser utilizada para realizar esta dilución. Ajustar a 3 ml de solución stock si no se tienen
disponibles pipetas digitales. La conductividad de la solución debe de ser 1005
µmhos/cm.
4. SEGURIDAD
El analista deberá tener precaución acerca de los peligros asociados con las substancias químicas empleadas
en este método. Reduciendo la posibilidad de la absorción o ingestión accidental se minimizan los peligros.
72
No se permite introducir alimentos y bebidas en las áreas donde son usadas o almacenadas las substancias
químicas.
73
Se deben usar batas de laboratorio, guantes y lentes de seguridad durante todo el tiempo que se estén
manejando estas substancias. En caso de que el analista no esté familiarizado con los peligros asociados a
las substancias químicas que está manejando, deberá consultar las hojas de seguridad.
8. PROCEDIMIENTO
Nota: Los recipientes de la muestra deben ser seleccionados en base a la probeta de elección. Usar
recipientes del tamaño más pequeño posible para permitir la inmersión suficiente de la probeta, de modo que
se pueda obtener la lectura.
8.1 Calibración.
Se deben escoger los estándares de calibración sobre el rango de conductividades esperadas para
la muestra y la probeta elegida. La siguiente tabla resume los estándares de calibración sugeridos
para cada probeta dependiendo del rango. Un asterisco indica la combinación usada más
comúnmente (*). Todos los valores de los blancos son aproximados y son dados en µmhos/cm:
Calibración
Baja verificación
Media
verificación
Alta verificación
Control
Referencias
011050
Rango 1* (0-500
μmhos/cm)
100
5
10
75
500
15
15
20-30
Rango 2 (2002000 μmhos/cm)
800
200
013005D
Rango 1 (10-200
Rango 2 (200μmhos/cm)
2000 μmhos/cm)
75
800
10
200
500
100
500
2000
1000
200-500
200
15
15
20-30
2000
1000
200-500
8.1.1 Evaluar y actualizar la constante de la celda.
8.1.1.1 Llenar un recipiente de muestra con el estándar de calibración apropiado. Los recipientes
deben ser llenados con el nivel mínimo que permita una adecuada inmersión de los electrodos de
la celda.
8.1.1.2 Verificar que la característica de compensación automática de temperatura esté habilitada
y que se ajuste el coeficiente a 2.1% siguiendo los pasos descritos en el manual de instrucciones
del medidor.
8.1.1.3 Seguir los pasos descritos en el manual de instrucciones para el Método de Calibración
Directa. Realizar un punto de calibración simple. Registrar la constante de la celda y la
temperatura en la hoja de calibración para conductividad en la bitácora.
74
8.1.1.4 Enjuagar la probeta con agua desionizada. Almacenar la probeta en agua desionizada entre
cada muestra. Secar el exceso de agua de las superficies externas con una toalla Kimwipe® previo
a la inmersión de la probeta para la siguiente muestra.
8.1.2 Verificar la calibración usando las soluciones de verificación de la calibración alta, media y
baja. El criterio de aceptación es ±10% del valor certificado o calculado. Si los estándares de
verificación de la calibración no caen dentro del rango, es necesario recalibrar el medidor.
Nota: Estándares de calibración disponibles comercialmente por debajo de 15 µmhos/cm son
típicamente preparados en una solución propanol-agua. Estos estándares se comportan de
manera diferente a aquellos estándares preparados en agua. Se requiere realizar algunos
enjuagues para lograr una lectura estable. La función de compensación automática de
temperatura debe estar en modo apagado para cualquier estándar preparado en solución de
glicerol-agua. Asegurarse de que esta función retorne al modo de encendido antes de procesar
una muestra en base agua.
8.1.2.1 Llenar el recipiente de muestra con el estándar de verificación de la calibración apropiado.
Los recipientes deberían solo ser llenados a un nivel mínimo que permita la adecuada inmersión
de los electrodos de la celda.
8.1.2.2 Permitir que la probeta se equilibre en la muestra hasta obtener una lectura estable (hasta
cuando aparezca la palabra “READY” en la parte superior de la pantalla).
8.1.2.3 Seguir las instrucciones para utilizar la función de registrador de los datos (data log) del
medidor Orion 150Aplus para almacenar cada medición. Registrar los resultados, la temperatura
y cualquier otro dato pertinente en los espacios apropiados de la bitácora de calibración para
conductividad. Cabe señalar que solo pueden ser almacenados 50 puntos de datos por el medidor
a la vez.
8.1.2.4 Enjuagar la probeta con agua desionizada. Almacenar la probeta en agua desionizada entre
muestras. Secar el exceso de agua de las superficies externas con una toalla Kimwipe® previo a la
inmersión de la probeta en la siguiente muestra.
8.1.3 Si la recalibración del medidor no da medidas de conductividad dentro del criterio aceptable,
limpiar la celda de conductividad siguiendo las instrucciones del proveedor.
8.1.4 Si la limpieza de la celda de conductividad no da lecturas dentro del criterio aceptable,
consultar al Jefe del Laboratorio Analítico. La celda de conductividad puede requerir reemplazo o
replatinado. Ver el archivo adjunto para el procedimiento de replatinización.
8.2 Análisis de las muestras
8.2.1 Llevar las muestras no preservadas a temperatura ambiente, previo al análisis.
75
8.2.2 Llenar un recipiente con la muestra. Los recipientes deben ser llenados con el nivel mínimo
que permita una adecuada inmersión de los electrodos de la celda.
76
8.2.3 Permitir que se equilibre la probeta en la muestra hasta obtener una lectura estable de la
muestra (hasta que aparezca la palabra “READY” en la parte superior derecha de la pantalla).
8.2.4 Seguir las instrucciones para la utilización del registrador de datos (data log) del medidor
Orion 150Aplus para el almacenamiento de cada medición. Registrar los resultados, temperatura y
cualquier otra variable pertinente en el espacio apropiado dentro de la bitácora de Conductividad.
8.2.5 Enjuagar la probeta con agua desionizada. Almacenar la probeta en agua desionizada entre
muestras. Secar el exceso de agua de las superficies externas con una toalla Kimwipe® previo a la
inmersión de la probeta en la siguiente muestra.
8.3 Después de que todas las muestras han sido analizadas, o cuando el registrado de datos (data
log) esté lleno, revisar el registrador de datos de acuerdo a las instrucciones descritas en el manual
y comparar con los valores registradas en la bitácora. Corregir cualquier discrepancia en la bitácora
mediante el cruce de la información inexacta con una línea simple y anotando la información
correcta a un lado. No se necesita ninguna otra anotación adicional. Las entradas sin correcciones
se indican mediante el símbolo “�” a un lado de los resultados.
8.4 Si es necesario, recalibrar el medidor y reanalizar cualquier muestra encontrada fuera del
rango de calibración. Incluir los datos procedentes de cualquier re-análisis con control de calidad a
partir del análisis inicial.
9. CONTROL DE CALIDAD
9.1 Un blanco del método (BM) debe ser analizado al inicio de cada corrida. BM consiste de agua
desionizada. Un blanco de método debería ser analizado con cualquier muestra reanalizada a
diferentes rangos de calibración.
9.2 Muestras réplicas deben ser analizadas (MR) con una frecuencia del un 5% para cada lote analítico a
menos que sea especificado de manera diferente por el proyecto. El valor debe estar dentro de ±15%.
9.3 Muestras de referencia (MREF) son analizadas al inicio y al final de cada corrida. El valor debe
estar dentro ±15% del valor certificado. Muestras de referencia adicionales son analizadas con
cualquier muestra reanalizada a diferentes rangos de calibración.
9.4 Estándares de Control (EC) son analizados cada 10 muestras. Los valores deben estar dentro
de ±15% del valor certificado. Estándares de control adicionales son analizados con cualquier
muestra reanalizada a diferentes rangos de calibración.
Nota: El número real de muestras para el control de calidad (QC) requeridas es redondeada al
valor entero más cercano; por ejemplo, 10% = 1 QC para 1 a 10 muestras; 2 QC para 11 a 20
muestras, etc.
77
10. CALCULOS
Ver Anexo A. Reportar resultados tales como conductividad específica, en µmhos/cm a 25 °C.
11. ACCIONES CORRECTIVAS
La mayoría de las acciones correctivas dentro del alcance de este PEO son establecidas debido a la
falla en el control de calidad de los parámetros. Generalmente, optimizando los parámetros
analíticos del instrumento y regenerando los estándares analíticos se pueden aliviar dichos
problemas. De otra manera, se debe consultar a un técnico de servicio y remediar el problema.
12. REVISIÓN DE LOS DATOS
La revisión de los datos se debe llevar a cabo al menos en 2 niveles de laboratorio. El analista es
encargado con la responsabilidad principal de la exactitud de los datos reportados. Esto debería
incluir la auditoria de los parámetros de operación del instrumento y las respuestas analíticas, la
revisión de los datos crudos para perfección y solidez. Una vez calculados los resultados finales (o
completamente reducidos), son revisados por el analista y el líder del grupo analítico. Si el lote de
datos tiene características inusuales, una descripción del lote es generada. Si el lote de datos no
cumple cualquier criterio relevante de control de calidad, el lote es posteriormente revisado por el
Jefe del laboratorio y la Oficina de Aseguramiento de la Calidad.
13. DESVIACIONES DEL MÉTODO
No son permitidas desviaciones del método.
14. REFERENCIAS
Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes (EPA 120.1), EPA-600/4-79-020, Revised
March 1983.
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 17th edition, 1989. Edited by
Clesceri, L.S., Greenberg, A.E., Trussel, R.R. APHA-AWWA-WPCF, Washington D.C.
15. ANEXOS
15.1 ANEXO A – Cálculo de la Conductividad.
15.2 ANEXO B – Replatinado de una Celda de Conductividad.
15.3 ANEXO C – Códigos de conductividad.
15.4 ANEXO D – Página de bitácora de la calibración de la conductividad de la muestra.
15.5 ANEXO E – Página de bitácora de Conductividad de la muestra.
78
ANEXO A: CALCULO DE LA CONDUCTIVIDAD
Conductividad de soluciones de KCl a 25 ºC
Concentración (M)
0
Conductividad equivalente
(mho/cm/equiv)
149.85
Conductividad (µmhos/cm)
0.0001
149.43
14.94
0.0005
147.81
73.90
0.001
146.95
147.0
0.005
143.55
717.8
0.01
141.27
1413
0.02
138.34
2767
0.05
133.37
6668
0.1
128.96
12900
0.2
124.08
24820
0.5
117.27
58640
1
111.87
111900
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 17th edition, 1989.
Edited by Clesceri, L.S., Greenberg, A.E., Trussel, R.R. APHA-AWWA-WPCF, Washington D.C.
p. 2-60
Para calcular la conductividad de la solución:
Κ = cλ103
Donde:
Κ es la conductividad medida en µmhos/cm
λ es la conductividad equivalente en mho/cm/equiv.
y c es la concentración equivalente (concentration molar de KCl)
79
ANEXO B: REPLATINADO DE UNA CELDA DE CONDUCTIVIDAD.
Nota: Este procedimiento solo puede ser realizado en probetas con electrodos de platino. NO SE
DEBE REALIZAR ESTE PROCEDIMIENTO EN PROBETAS CON ELECTRODOS DE GRAFITO!.
Verificar las baterías en una máquina de platinado. Reemplazar si es necesario.
Remover la tapa, el sujetar el cordón de prueba con presilla, e insertar el cable. Insertar la celda dentro de la
botella con solución de platinado (YSI 3140).
Ajustar la corriente a 50 miliamperes (mA). Invertir la polaridad cada 30 s por minutos.
Repetir la electrólisis en ácido sulfúrico diluído (H2SO4).
Enjuagar la celda con agua desionizada.
Almacenar en agua desionizada o H2SO4 diluido.
80
ANEXO C – CÓDIGOS DE CONDUCTIVIDAD
R
(#)
↓
⇓
↑
⇓
∪
∩
:
-/
A
a

a
L
J
Valor alcanzado (Ready) y manteniéndose en
estado estacionario
Luz indicadora de encendido (Ready)
Valor inicial aproximado
Disminución en la lectura de la muestra
Disminución considerable en la lectura de la
muestra
Incremento en la lectura de la muestra
Incremento considerable en la lectura de la
muestra
Disminución en la lectura de la muestra con el
subsiguiente incremento (curvas adicionales
indican ciclos adicionales)
Incremento en la lectura de la muestra con el
subsiguiente decremento
Indica múltiplos
Lectura de la muestra cambiada rápidamente
en la pantalla
Agitación resulta en una segunda lectura
Burbuja de aire en la celda. Se requiere
agitación para realizar el desalojo.
Celda enjuagada en la muestra antes de que
cualquier lectura sea registrada
Lectura simple que continúa en ascenso
después de encenderse la luz “Ready”. Lecturas
tomadas lo más cercanamente posible a la
condición de “Ready”
Lectura simple que continúa en descenso
después de encenderse la luz “Ready”. Lecturas
tomadas lo más cercanamente posible a la
condición de “Ready”
Muestra que tomó un tiempo inusualmente
largo para equilibrarse
Se requieren múltiples enjuagues para lograr
una lectura estable.
Valores cruzados sin un código de error son cambios debido a la revisión de la función del
registrador de datos (data-log) del medidor de conductividad. Todos los demás cambios tienen un
código de error. El símbolo “ √ “ en la sección de lectura de conductividad de la bitácora indica que
la entrada inicial es igual a la de la bitácora.
81
ANEXO D- PÁGINA DE LA BITÁCORA DE CALIBRACIÓN DE CONDUCTIVIDAD DE LA MUESTRA
Nota: La bitácora de calibración de conductividad es una bitácora de hojas sueltas. Este
formato de ejemplo refleja únicamente una combinación de electrodos y rango simple.
Seleccionar el formato adecuado para el electrodo y rango usado. Los valores obtenidos son
solo para propósito de ejemplo. Los valores reales variarán y serán reflejados sobre los
formatos de las bitácoras.
1.1.1. Calibración de Conductividad
011050 Rango 1 (0-500 μmhos/cm)
Fecha:_________________________________
Nombre del Analista:_______________________
Punto de calibración simple: 99.1
Temperatura (°C)_____________ (K)________________
Verificación de la calibración Estándar 1 Bajo 11.0 _________ Temp. (°C)__________
Estándar 2 Bajo 5.0 __________
__________
Estándar Medio 75.0 _________
__________
Estándar Alto 503 __________
__________
Control de calidad (QC)
EC
MREF 1
MREF2
15%
15.0
12.8-17.3
15.0 (NIST) 12.8-17.3
22.0 (NIST) 18.7-25.3
10%
13.5-16.5
13.5-16.5
19.8-24.2
BM _________________ Temp. (°C) ________________
EC __________________
________________
MREF 1 ______________
________________
MREF2 ______________
________________
Estándar bajo 2 Estándar de conductividad de Hamilton Lote:_________ Experimento:__________
Objetivo: ____________
Estándar Medio _______________ Preparación:______________ Experimento: ___________
Objetivo: ____________
Estándar de lluvia ácida simulada de alta pureza MREF2 Lote: __________ Experimento: _______
Objetivo: _____________
82
ANEXO E – PÁGINA DE BITÁCORA DE CONDUCTIVIDAD DE LA MUESTRA
Análisis de Conductividad Específica
Nombre del Analista: ______________ Fecha: _____________ Lote: ______________
Todos los resultados son dados en μmhos/cm
2.0 RANGO DE ACEPTACION + 10%
Estándar de calibración__________________________________ Resultado Objetivo: ________________________
Estándar de verificación de bajo rango ______________________ Resultado Objetivo: ________________________
Número de Lote/Parte: __________________________________ Respuesta: _______________________________
Estándar de verificación de bajo rango ______________________ Resultado Objetivo: ________________________
Número de Lote/Parte: __________________________________ Respuesta: _______________________________
3.0 RANGO DE ACEPTACION + 15%
Estándar de Control – Analizado cada 10 muestras.
EC: _______________________________ Lote: _______________________ Resultado Objetivo: ______________
Muestra de referencia – Analizado al inicio y al final de cada corrida.
Proveedor de la MREF: ____________________ Lote: __________________ Resultado Objetivo: ______________
Nombre de la
muestra
Fracción
Rango
Conductividad
Comentarios
83
SECCIÓN III.
PROCEDIMIENTOS DE
OPERACIÓN DEL SITIO
84
1. INTRODUCCIÓN
Los objetivos de una red de depositación atmosférica son lo siguientes:
1. Para caracterizar los patrones geográficos y tendencias temporales biológicamente
importantes en la deposición química.
2. Para apoyar actividades de investigación relacionadas con (a) la productividad de gestión
y sistemas naturales, (b) la química de las aguas superficiales y subterráneas, incluyendo
los estuarios (c) la salud de animales domésticos, la vida silvestre y los peces, (d) la salud
humana (e) los efectos de la depositación atmosférica sobre la visibilidad y materiales; y
(f) que discierne las relaciones fuente-receptor.
Los usos potenciales de los datos obtenidos de una red de depositación atmosférica incluyen a los
siguientes:
•
•
•
•
•
•
•
Para evaluar el efecto de la reducción de las emisiones de dióxido de azufre en el sulfato
de las precipitaciones.
Para actualizar las recomendaciones para las aplicaciones de fertilizantes de azufre a la luz
de cantidades menores de azufre depositados por las precipitaciones en muchas zonas del
país.
Para estimar la cantidad y la importancia del nitrógeno orgánico atmosférico depositado
en las aguas interiores y costeras en la que el enriquecimiento de nutrientes degrada la
calidad del agua.
Para explorar las causas de la tendencia a la baja en las concentraciones de cationes en la
precipitación y el efecto que esto puede tener sobre la fertilidad de los suelos en bosque
ácidos.
Para que continúe vigilando como los lagos y bosques ácidos responden al cambio químico
de la precipitación.
Para examinar la relación entre las fuentes contaminantes, la calidad del aire y la calidad
de la precipitación.
Para determinar la tasa de depositación de mercurio en los lagos y arroyos y evaluar la
importancia relativa de la depositación atmosférica y de otras fuentes de mercurio que
causan altos niveles de mercurio en el pescado.
85
2. PROGRAMA DE MONITOREO DE LA RED NACIONAL (FASE PILOTO)
2.1 Estrategia de Monitoreo Fase Piloto
En el establecimiento de la fase piloto de la Red Nacional de Depositación Atmosférica los
participantes se han enfocado en asegurar el compromiso en la uniformidad en los criterios de
ubicación, protocolos de muestreo, métodos analíticos, y procedimientos de validación de datos.
Complementando mediante operaciones a corto plazo por el momento (la fase piloto contempla
una operación durante 4 meses en la época lluviosa del año), esta uniformidad es esencial para
obtener datos sobre cómo cambia el clima químico en las eco-regiones de la nación a lo largo del
año, estaciones y décadas. Esta uniformidad ayuda a asegurar que los datos son geográficamente
representativos y comparables de sitio a sitio.
Los sitios también deben cumplir los criterios de selección e instalación y deben seguir
procedimientos idénticos para la colecta, manejo de las muestras y medición de las muestras.
Aunque la cantidad y tipo de datos pueden variar, se deben requerir un mínimo de datos
acompañando a cada muestra.
Cada muestra se envía al Laboratorio de Ciencias Ambientales operado por la Universidad
Autónoma del Carmen ubicado en Ciudad del Carmen, Campeche. Este laboratorio, proporciona el
apoyo en el sitio de los petenes, y para todos los sitios proporciona: análisis químico y servicios de
validación de los datos de la fase piloto de la red. Como indicadores globales de la calidad de la
precipitación, se mide el pH y la conductividad, los cuales también son medidos en los sitios de
campo. También se analizan en el Laboratorio de Ciencias Ambientales, las muestras para
determinar los siguientes constituyentes: sulfato (SO42-), cloruro (Cl-), nitrato (NO3-), Amonio
(NH4+), sodio (Na+), potasio (K+), calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+). Estos iones caracterizan la
química inorgánica de la precipitación. Por ejemplo, nitrato, amonio y ortofosfato son los
principales nutrientes inorgánicos en la precipitación. La concentración de iones hidronio (medido
como pH), sulfato y nitrato son “bien conocidos” como constituyentes de la lluvia ácida; y calcio,
magnesio y potasio son cationes básicos importantes en la precipitación. Los datos de campo y de
laboratorio son verificados y revisados en laboratorio siguiendo un conjunto de procedimientos
estándar de operación para asegurar la exactitud y representatividad de los datos.
86
Figura 2-1. Un sitio típico de la NTN
2.2 Selección del sitio
Los sitios fueron seleccionados para proporcionar datos representativos regionalmente para su
uso en la caracterización de los patrones geográficos y tendencias temporales en depositación
química atmosférica. Para evitar la falta de representatividad influenciada por la cercanía de
fuentes, los sitios fueron instalados predominantemente lejos de áreas urbanas y de fuentes de
contaminación, tales como plantas de energía y otras operaciones industriales. Un sitio
representativo regionalmente tipifica un área o región, la cual es distinguida de otras regiones por
su vegetación, tipo de suelo, clima u otras propiedades.
87
3. Operación del sitio de campo
La depositación atmosférica ocurre tanto como depositación seca como húmeda. La depositación
húmeda incluye la mezcla de gases disueltos y partículas no disueltas que ocurren en la
precipitación líquida o congelada (por ejemplo, lluvia, nieve, agua nieve y granizo). Estas
sustancias están presentes en la precipitación en partes por millón o en niveles más bajos. Estas
concentraciones muy diluidas requieren extremo cuidado para evitar introducir contaminación
cuando se colectan, se manejan y se miden las muestras. Todos los contenedores de las muestras
son limpiados y proporcionados por los laboratorios locales cercanos al sitio (CENICA, UAEH, el
Laboratorio de Ciencias Ambientales de la Universidad Autónoma del Carmen (UNACAR)). Para
minimizar la contaminación, dichos laboratorios siguen procedimientos de limpieza rigurosos
usando agua desionizada ultrapura. Otra fuente de contaminación de muestras de depositación
húmeda es la depositación seca, lo cual ocurre continuamente e incluye gases y partículas
transferidas a la superficie de la tierra por procesos físicos diferentes a la precipitación.
Sedimentación gravitacional, impactación impulsada por el viento, absorción de contaminantes
del aire, rocío, heladas y niebla son todo ellos mecanismos de depositación seca. Una muestra de
depositación húmeda es aquella colectada únicamente durante un evento de precipitación, lo
cual significa que la depositación seca queda excluida. La colección de muestras de depositación
no contaminadas es la principal meta de las operaciones de los sitios de campo de la fase piloto de
la Red.
Se requiere preferentemente que cada sitio use dos instrumentos disponibles comercialmente
para la colección y medición de la precipitación: el colector de precipitación Airmetrics Aerochem
301 (ACM) y el pluviómetro (uno manual y el otro dentro de la estación meteorológica). El colector
ACM opera eléctricamente y colecta automáticamente muestras de precipitación para análisis
químico y el pluviómetro mide mecánicamente y registra la cantidad de precipitación. El Apéndice
A lista los requerimientos del equipo en campo.
El colector ACM tiene cubetas de polietileno de 3.5 galones, una etiquetada como DEPOSITACION
HUMEDA y la otra etiquetada como DEPOSITACION SECA sobre la base del instrumento. Entre
eventos de precipitación una cubierta operada por un motor cubre la cubeta etiquetada como
DEPOSITACION HUMEDA. La parte de debajo de esta tapa tiene una almohadilla compresible
(llamada sello de la tapa) que sella la cubeta del lado de DEPOSITACIONHUMEDA a partir de la
exposición a la atmósfera. Cuando la precipitación ocurre, un sensor activa el motor, el cual mueve
la tapa del lado de DEPOSITACION HUMEDA al lado de DEPOSITACION SECA. Mientras la
precipitación se acumula en la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA, la cubeta del lado de
DEPOSITACION SECA protege el sello de la tapa de la contaminación por salpicadura y por
depositación seca. El sensor es calentado de modo que cuando la precipitación termina, este se
seca y activa el motor para una vez más cubrir la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA. Para
la fase piloto de la Red el propósito de la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA es colectar
únicamente muestras de depositación húmeda. El propósito del sello de la tapa es proteger a
estas muestras de depositación húmeda de evaporación o de contaminación por depositación
seca. La cubeta del lado de DEPOSITACION SECA sirve para dos propósitos: 1) proteger el sello de
la tapa de contaminación durante la precipitación, y 2) colectar la precipitación faltante, de modo
que ésta pueda ser reportada.
88
Debido a mal funcionamiento en el sensor, motor, suministro de energía, etc, no todas las
muestras son únicamente de depositación húmeda.
Se puede debe contar con un pluviómetro de campo para medir la cantidad de precipitación de
forma mecánica. En adición, la estación meteorológica debe contar con un medidor de
precipitación y un registrador de eventos que registra la duración de la apertura de la cubeta del
lado de DEPOSITACION HUMEDA. El propósito del pluviómetro es medir la precipitación con un
dispositivo que es independiente del colector automático ACM y está específicamente diseñado
para registrar cantidades de precipitación. El propósito del registrador de eventos, es registrar la
apertura y cierre de la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA de manera que pueda ser
fácilmente comparado con la ocurrencia de la precipitación. Esta comparación es una manera
importante de verificar que la muestra en la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA es
únicamente una muestra de depositación húmeda.
Cada martes en la mañana, el operador del sitio viaja al sitio de campo, anota cualquier cambio o
circunstancia inusual en el área inmediata, colecta la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA
del colector ACM y reemplaza ésta con una cubeta limpia, registra la cantidad de lluvia colectada
en el pluviómetro y realiza verificaciones para asegurarse de que el equipo de campo está
funcionando correctamente. El operador del sitio entonces transporta la cubeta y la carta del
medidor al laboratorio de campo, en donde la cubeta es pesada y la muestra que ésta contiene
(más de un litro) es transferida a una botella de muestreo. Si la muestra pesa 70 grs o más, una
porción es vertida en la botella de muestreo y es usada para mediciones químicas de campo. La
muestra restante es enviada al Laboratorio de la UNACAR para los análisis químicos. Todos los
datos y la información de la muestra son registrados en el formato de Reporte de Observaciones
de Campo (FOC) enviado al laboratorio de ciencias ambientales de la UNACAR junto con la botella
de muestreo y la cubeta usada.
3.1 Periodo estándar de muestreo.
El periodo de muestreo es el intervalo de tiempo que comienza cuando se instala la cubeta en el
lado de DEPOSITACION HUMEDA del colector ACM y termina cuando ésta es removida. A
continuación se muestran algunas descripciones de periodos de muestreo estándar:
Muestras acumuladas por una semana (de martes a martes)
Las cubetas del lado de DEPOSITACION HUMEDA son removidas y reemplazadas
aproximadamente a las 09:00 am (0900 hrs) tiempo local de cada martes. Si está
lloviendo o nevando durante la colección, las cubetas son cambiadas después de que
la precipitación termina. Para asegurar la estandarización entre sitios, las muestras
deberían de tener una duración de 6 a 8 días. Para ser incluidas dentro de los
resúmenes estadísticos y de datos, los periodos de muestreo no deben exceder las
194 horas, es decir 8 días y 2 horas.
89
Las cubetas del lado de DEPOSITACION HUMEDA son reemplazadas semanalmente,
medida y enviadas al laboratorio de la UNACAR aún cuando no ha sido colectada
precipitación. Las cubetas que no contienen precipitación son usadas como “blancos
de campo” las cuales son verificadas para los mismos iones que para precipitación y
son usadas para evaluar una posible contaminación. “Blancos de campo” son parte del
programa de aseguramiento de calidad.
Cada 8 días, la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA es reemplazada con una
cubeta limpia de acuerdo a lo programado. El sello de la tapa también es limpiado de
acuerdo al mismo programa.
3.2. Tipos de muestras.
Una muestra de depositación húmeda es una muestra colectada únicamente durante la
precipitación, de modo que la depositación seca es excluida. La colección de muestras de
depositación húmeda no contaminadas es la prioridad más importante de la operación de los
sitios de la fase piloto de la Red. Durante la operación normal del colector ACM, la cubeta del lado
de DEPOSITACION HUMEDA no está cubierta cuando la precipitación está ocurriendo y está
cubierta cuando la precipitación no está ocurriendo, por ejemplo durante clima seco. Cortos
periodos de exposición a clima seco pueden ocurrir, sin embargo, el sensor se va secando después
de que la precipitación termina. Para acomodar esta limitación en el sensor ACM, se aplica una
definición operacional de una muestra de depositación húmeda como una muestra que ha sido
expuesta a clima seco por 6 horas o menos durante una semana. Otra limitación del sensor ACM
es su insensibilidad a la llovizna y nieve ligera, lo cual causa que la precipitación en la cubeta sea
menor que la cantidad colectada en el pluviómetro o registrada en el medidor de la estación
meteorológica.
3.2.1. Muestra acumulada (Bulk Sample)
La cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA expuesta continuamente a la atmósfera durante el
periodo entero de muestreo se define como muestra acumulada. Una muestra acumulada es
colectada cuando la tapa del ACM se posiciona y se asegura sobre la cubeta del lado de
DEPOSITACION SECA por el operador del sitio. El operador del sitio escoge este protocolo debido a
que el colector ACM ha fallado las pruebas de apertura y cierra normal durante la precipitación y
clima seco, respectivamente. Un mal funcionamiento o problema de corriente del colector ACM es
la causa más común de problemas. Mientras que la colección de una muestra de depositación
húmeda es la más alta prioridad del operador de campo, colectar una muestra acumulada es
preferible a no colectar muestra o a obtener una muestra no definida. Las muestras acumuladas
son puestas en una base de datos aparte de modo que los usuarios puedan distinguir entre estas
muestras y las muestras que contienen únicamente depositación húmeda.
90
3.2.2. Muestras no definidas.
Cualquier muestra que no es únicamente de depositación húmeda es una muestra no definida.
Una muestra no definida ocurre cuando el colector ACM tiene un mal funcionamiento o falla
cuando la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA es abierta durante periodo seco por más de
6 horas. Típicamente, este problema ocurre durante un periodo de muestreo, haciendo difícil
discernir exactamente cuando la exposición anormal de la cubeta del lado de DEPOSITACION
HUMEDA ocurre. Un ejemplo, es cuando el calentador del sensor deja de trabajar y el sensor se
seca solo bajo condiciones ambientales. Si una noche lluviosa ocurre durante este escenario, la
cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA puede permanecer abierta hasta que el sensor sea
calentado al día siguiente por los rayos del sol. Otro ejemplo, es cuando falla un switch y la tapa
del colector se cicla de manera continua entre las cubetas. En ambos ejemplos, se requiere
documentación detallada para comunicar las condiciones bajo las cuales las cubetas del lado de
DEPOSITACION HUMEDA son expuestas tanto a depositación seca como a depositación húmeda.
Puesto que esta documentación no está disponible, se definen estas muestras como muestras no
definidas y se etiquetan con una bandera como datos inválidos.
4. Personal del sitio
Cada sitio tiene designado un Operador del Sitio y un Supervisor del sitio, quienes realizan las
tareas rutinarias y especiales necesarias para operar el sitio de acuerdo a los criterios y
procedimientos estándares de la fase piloto de la Red Nacional de Depositación Atmosférica
4.1. Operador del Sitio
El operador del sitio tiene la responsabilidad primaria de la operación y mantenimiento del equipo
de monitoreo, mantenimiento físico del sitio, de la colección semanal y medición de las muestras,
de la documentación y envío de las muestras al Laboratorio de Ciencias Ambientales de la UNACAR
(LCA-UNACAR). Uno o más observadores pueden asistir al operador del sitio en estas
responsabilidades. Excluyendo el viaje al sitio, los operadores del sitio generalmente gastan
aproximadamente 2 horas en realizar sus tareas semanales. A través de la diligencia en sus tareas,
los operadores del sitio son altamente responsables de determinar la calidad de los datos.
Las tareas de los operadores de sitio incluyen:
•
•
Viajar al sitio de campo e inspeccionar el sitio y el equipo cada martes.
Colectar la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA del colector ACM y registrar el
volumen colectado en el pluviómetro, así como de las muestras de depositación seca
ubicadas en el rack de aluminio contenido dentro de la cubeta del lado de DEPOSITACIÓN
SECA.
91
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Vaciar el contenido, enjuagar e instalar de nuevo el pluviómetro y limpiar las cubetas del
colector ACM para la siguiente muestra.
Realizar mantenimiento rutinario al equipo o reparaciones cuando sea necesario.
Transportar las cubetas al laboratorio de campo.
Pesar la cubeta y transferir la muestra a una botella de muestreo.
Para muestras de 70 g o más, remover una porción de la botella de muestreo para medir
la conductividad y el pH de la muestra.
Leer e interpretar el registrador de eventos y el registrador de precipitación de la Estación
Meteorológica.
Colocar las muestras de depositación seca en sus respectivas cajas de Petri y etiquetarlas,
así como colocar nuevos filtros dentro del rack de aluminio para la colección de muestras
de depositación cada semana.
Registrar los datos de precipitación, datos químicos de campo y toda la información y
datos disponibles en el formato FOC.
Empaquetar y enviar las botellas de muestreo, la cubeta usada, los formatos completos en
las siguientes 48 horas después de la colección de la muestra.
Realizar mantenimientos especiales ocasionales y tareas de aseguramiento de la calidad
en cooperación con el LCA-UNACAR.
4.2. Supervisor del sitio
El supervisor del sitio es responsable de verificar y supervisar las operaciones y de asegurar que los
protocolos se sigan. Un supervisor del sitio puede estar localizado en el sitio o de manera remota,
sin embargo, las tareas esenciales siguen siendo las mismas independientemente de su ubicación.
Un supervisor del sitio:
• Asegura que el operador del sitio siga los estándares y procedimientos operacionales de La
Fase Piloto de la Red Nacional de Depositación Atmosférica.
• Revisa los datos del sitio, especialmente los reportes y resúmenes enviados por el LCAUNACAR para detectar anomalías y posibles problemas.
• Asiste al operador del sitio en la resolución de problemas operacionales o de
procedimiento y consigue los recursos necesarios para corregir estos problemas.
92
5. Laboratorio Analítico Central: Laboratorio de Ciencias Ambientales de la UNACAR
Todas las muestras son enviadas al LCA-UNACAR, el cual proporciona apoyo al sitio, análisis
químicos y servicios de reporte y validación de datos. Estos incluyen ciertos suministros necesarios
para la operación del sitio, proporcionando información sobre los problemas operacionales del
sitio, proporcionando análisis químicos de las muestras y verificando y registrando los datos.
Una vez recibida la muestra, el LCA-UNACAR reemplaza la cubeta usada, la tapa y la botella de
muestreo con unas limpias y retorna estos suministros al sitio. Otros suministros son
proporcionados como se indica en el formato FOC.
En adición el LCA-UNACAR en conjunto con el CENICA suministra partes del Equipo de la Red. El
LCA-UNACAR en conjunto con el CENICA reemplazan otras partes cuando éstas fallan, el
reemplazo de partes incluye el motor y el sensor del ACM, el registrador de eventos, entre otros.
93
El equipo del LCA-UNACAR introduce los datos de cada formato FOC en un sistema de
administración de bases de datos y verifica que estén completos y su exactitud. Los datos de
campo del formato FOC se combinan con los datos químicos analíticos del laboratorio y esta base
de datos combinada es revisada. Cada mes, los operadores y supervisores del sitio reciben un
reporte preliminar de datos del LCA-UNACAR. Este reporte contiene notas y descripciones de los
errores que alertan a los operadores y supervisores del sitio de problemas potenciales o
inconsistencias que requieren corrección o verificaciones posteriores para confirmar la exactitud
de los datos. En adición LCA-UNACAR verifica los datos de las muestras y asigna banderas a
aquellas que hayan sido mal manejadas, contaminadas o bien que no correspondan a muestras de
depositaron húmeda. Una tarea mas importante es que el LCA-UNACAR proporciona asistencia de
tiempo completo para ayudar al personal del sitio a identificar y resolver problemas con los
equipos, problemas de procedimiento u operacionales, ayuda a resolver los problemas con los
datos y responde o aclara dudas. Una vez que la verificación de los datos y la calidad de los
mismos han sido completados, los datos son entregados al CENICA.
5. CENICA: Coordinador del Proyecto
La Dirección de Investigación Experimental en Contaminación Atmosférica del CENICA proporciona
una administración global de fase piloto de la Red mediante la coordinación de las actividades de
la red, del LCA-UNACAR, de los supervisores y operadores del sitio. Finalmente, el CENICA-INE es la
responsable de organizar el curso de entrenamiento de Operadores del Sitio.
6. Programas de Aseguramiento de la Calidad.
Dentro de los programas actuales de aseguramiento de la calidad que se aplicarán a la fase piloto
de la Red se enlistan a continuación:
Programa de comparación intersitios: Los operadores del sitio reportan las mediciones
de pH y conductividad de una solución sintética de composición desconocida para
ellos. Estas pruebas deben realizarse dos veces al año y una vez durante la fase piloto
de la red.
Programa de muestreador co-localizado: El operador del sitio opera de manera
simultánea, colectores ACM, pluviómetros y estaciones meteorológicas co-localizados,
colectando dos muestras cada semana. Tanto en el sitio de campo como en el LCAUNACAR, estas muestras son tratadas independientemente como si fueran muestras
diferentes y separadas. Los datos de este programa proporcionan estimados de la
precisión global de las mediciones de depositación húmeda de la red desde el punto
de vista de colección de la muestra a través de la verificación y revisión de los datos.
Los muestreadores co-localizados son operados durante un año en un sitio,
posteriormente el segundo set de equipo es instalado en otro sitio de la red.
Programa de blancos de campo: Los operadores del sitio agregan soluciones sintéticas
a la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA al final del periodo de muestreo
cuando no esta ocurriendo precipitación. El operador maneja la solución como si fuera
una muestra de depositación húmeda, enviándola para su análisis al LCA-UNACAR.
94
El análisis de muestras es usado para evaluar posibles desviaciones o sesgos en las
mediciones debidas al contenedor de las muestras dejado en el colector ACM por un
periodo completo de muestreo, entonces se maneja y se analiza como si fuera una
muestra.
Sin embargo, una vez que la Red Nacional de Depositación Atmosférica comience a operar de
manera formal con todos sus sitios, se deberán de cumplir los siguientes Programas de
Aseguramiento de la Calidad:
Estudios de Operación y de los Sistemas de la Red: Inspectores entrenados deberán
visitar cada sitio aproximadamente cada 2 años para verificar los problemas tanto con
las instalaciones del sitio como con los equipos, asegurando que los procedimientos
estándar sean seguidos, y proporcionando asistencia a los operadores del sitio para
hacer ajustes al equipo o resolver problemas. Al terminar la visita se deberá hacer
entrega de un breve reporte al Operador y al Supervisor del Sitio y el reporte
completo es enviado al CENICA-INE.
Programa de Auditoria ciega: Los operadores del sitio envían al LCA-UNACAR o
Laboratorio asignado que corresponda de acuerdo a la ubicación del sitio, una
muestra sintética distinguida o etiquetada como si fuera una muestra real de
depositación húmeda. El análisis de la muestra es usada para evaluar posibles
desviaciones o sesgos en las mediciones resultantes debido a almacenamiento,
manejo y análisis de las muestras. Cada sitio envía una muestra de auditoria al
laboratorio de análisis que corresponda, una vez al año.
7. PROCEDIMIENTOS DE OPERACION DEL SITIO
Esta sección contiene procedimientos detallados que deberán aplicarse para la operación de un
sitio de campo durante la fase piloto de la Red Nacional de Depositación Atmosférica (RNDA).
Incluye información sobre verificaciones regulares a los equipos, colección de las muestras de
campo, realización de las mediciones químicas de campo, registro de los datos y envío de las
muestras al laboratorio.
7.1 Guías Generales
El éxito de la RNDA depende del grado de compromiso y cumplimiento en forma constante del
operador del sitio y de que siga los procedimientos delineados en este manual. Se espera que cada
operador del sitio se adhiera a estas consideraciones generales:
Medir la depositación húmeda usando únicamente colectores de precipitación
Airmetrics (ACM) 301, registrar la cantidad de lluvia colectada en el pluviómetro y en
el medidor de precipitación de la estación meteorológica equipado con un registrador
de eventos.
Mantener el equipo funcionando adecuadamente.
Mantener las áreas circundantes al colector tal como se describe en la sección 5.
95
Someter al sitio prospectivo o al equipo a traslados o modificaciones de acuerdo a lo
programado por cada una de las instituciones responsables del sitio para revisión
previo a la implementación.
Y lo más importante:
Seguir el programa de colección de muestras de martes a martes de manera semanal y
enviar las muestras con un reporte completo de observaciones de campo (Formato
FOC) al laboratorio Central de Análisis designado a cada sitio según corresponda, para
su análisis.
7.2 Procedimientos de campo
En esta sección, el término cubeta de campo y botella de muestreo son usados. El colector ACM
tiene cubetas en ambos lados, un lado etiquetado como DEPOSITACION HUMEDA y el otro como
DEPOSITACION SECA sobre la base del instrumento. El termino cubeta de campo es usado para la
cubeta instalada en el lado de de DEPOSITACION HUMEDA del colector. La botella de muestreo es
una botella de un litro usada para enviar la muestra al LCA-UNACAR.
7.2.1. Preparación de la Colección de la muestra
7.2.1.1. Comprobar el contenido del envío para su recepción.
Cada sitio debe contar al menos con 6 maletas o paquetes para envío. Cada vez, al menos
se debe tener disponibles 2 o 3 maletas para envíos. Se deben rotar el stock de maletas al
menos cada 6 semanas.
Abrir e inspeccionar la maleta d inmediatamente después que se haya recibido
confirmación del envío y verificar que todos los suministros estén presentes y en buenas
condiciones. La maleta debe contener:
- una botella de boca ancha de polietileno de alta densidad (HDPE) de un litro de
capacidad empacada dentro de una bolsa.
- Una cubeta de campo de polietileno lineal de 3.5 litros de capacidad empacada dentro
de una bolsa.
- Un broche de precisión de la tapa de la cubeta de campo empacada dentro de una
bolsa.
- Otros Suministros que puedan requerirse en el laboratorio.
Remover la botella de muestreo de la maleta y cuidadosamente almacenarla dentro de una bolsa
ziploc en lugar limpio y seco en el laboratorio.
7.2.1.2. Preparativos del sitio de campo
Para cambiar la cubeta sobre el colector y el pluviómetro, llevar los siguientes suministros a
campo:
-
La maleta de transporte conteniendo la cubeta de campo y el broche de seguridad de
la tapa
96
-
-
Una libreta y una pluma para registrar comentarios acerca de la contaminación en la
cubeta, malfuncionamiento del equipo y otras actividades cercanas al sitio (incendios,
cultivos, labranza, etc)
Un marcador de tinta permanente para escribir comentarios directamente sobre las
bolsas de campo.
Toallas absorbentes en caso de que se requiera limpiar o secar algo (para remover
excremento de pájaro en el sensor, por ejemplo).
97
-
Una botella de plástico conteniendo agua destilada para activar el sensor del colector
ACM.
Figura 2-2. Suministros de muestreo.
7.2.2. Cambio de la cubeta de campo del lado de DEPOSITACIÓN HUMEDA y verificación del
equipo
Reemplazar la cubeta de campo del colector cada martes en la mañana a las 09:00 horas tiempo
local. Cambiar lenta y cuidadosamente la cubeta usando los procedimientos descritos abajo.
Anotar cualquier posible contaminación presente en la cubeta del lado de DEPOSITACIÓN
HUMEDA y de precipitación en la cubeta del lado de DEPOSITACION SECA.
Si ocurre la precipitación durante la visita al sitio, hay dos opciones de colección disponibles,
dependiendo del tiempo y de la programación del viaje al sitio:
1. Colectar la muestra después de que el evento de precipitación finalice. Esta es la
opción más fácil si es que ocurre una breve lluvia y un rompimiento en la
precipitación es inminente. De otro modo, la muestra puede ser colectada
posteriormente el día miércoles.
2. Colectar la muestra durante la precipitación. Tener cuidado de prevenir la
contaminación proveniente del roce de la ropa, la sombrilla, la tapa del colector o
la tapa de la cubeta dentro de la cubeta de campo.
El tiempo y la programación del viaje así como la estabilidad de la precipitación pueden hacer
necesario tomar la opción 2. Si es posible esperar hasta que la precipitación disminuya su
intensidad. Cualquiera de las dos situaciones requiere extremo cuidado. A menos de que se
comprometa la seguridad, no esperar hasta el día siguiente para recoger la muestra.
98
Para la inclusión en los resúmenes de datos como muestras válidas, las muestras pueden tener
periodos de hasta 194 horas en duración. Si no es posible llegar al sitio en una o dos horas después
de las 09:00 horas asegurarse que el periodo de muestreo se ajuste a esta limitación.
99
Nunca tocar las superficies de muestreo. Las muestras de precipitación tienen muy bajas
concentraciones de iones y cualquier contaminación podría resultar en un dato no representativo.
Por ejemplo, una gota de saliva o de sudor invalida una muestra de sodio, cloruro, amonio y
posiblemente otros iones. Una huella dentro de la cubeta o de la tapa puede contener sodio que
se incorpore a la muestra.
Verificar las principales funciones del colector cada semana. Estas funciones son la función de
encendido y apagado de la caja del motor, las funciones de calentamiento del sensor y la
operación del registrador de eventos. Usar el manual de mantenimiento del Colector de
precipitación para diagnosticar y resolver cualquier problema.
Si el colector falla en cualquiera de sus funciones verificar:
-
Confirmar que el colector está energizado.
Si el colector está ciclado en el movimiento de la tapa sobre las cubetas, destapar el
sensor para ver que pasa.
Si el motor no responde al sensor cuando éste se moja, empujar el mecanismo del
clutch 2 o 3 pulgadas para ver que pasa.
7.2.2.1. Muestreo rutinario semanal
1. Acercar el colector y trabajar desde el lado viento abajo para reducir la contaminación por
el viento. Inspeccionar un posible daño al equipo o a las instalaciones en el sitio.
VERIFICACION INICIAL DEL COLECTOR
2. Verificar la temperatura del sensor sobre el colector tocando el plato del sensor. A menos
de que el colector haya sido abierto hace apenas unos minutos, éste debería estar frío.
Figura 2-3 Verificar la temperatura del sensor.
100
3. Inspeccionar la cubeta del lado de DEPOSITACION SECA y notar si es que existe presencia
de precipitación. Grandes cantidades de precipitación en la cubeta del lado de
DEPOSITACION SECA puede indicar un malfuncionamiento
101
4.
5.
6.
7.
del colector. Estimar el volumen de precipitación en la cubeta del lado de DEPOSITACION
SECA. Registrar dicha observación.
Abrir la maleta con los implementos de muestreo y fijar la tapa dentro del fondo.
Activar la malla del sensor aplicando unas pocas gotas de agua. No usar metal para cortar
la malla ya que esto puede dañarlo. El colector debería abrir inmediatamente, la tapa del
colector debería cubrir la cubeta del lado de DEPOSITACION SECA y entonces se debería de
desactivar el motor. Observar este movimiento. La tapa del colector debería de operar
libremente con poco ruido del motor y el sello de la tapa debería de permanecer de
manera normal sobre la cubeta del lado de DEPOSITACION SECA.
Después de que el colector ha sido abierto por al menos 5 minutos, verificar el sensor con
el dedo. El plato del sensor debe sentirse caliente.
Examinar cuidadosamente la cubeta del lado de DEPOSITACION HÚMEDA para observar
cualquier posible contaminación. Hacer notas detalladas en la libreta de campo
describiendo cualquier contaminación observada (ver el paso 10). Esto es muy importante,
puesto que algunos contaminantes tales como excremento de pájaro o partículas del
suelo pueden mezclarse dentro de la muestra durante el transporte sin llegar a notarse.
Nunca remover contaminantes de la cubeta.
Figura 2-4. Active el sensor con agua.
CAMBIO DE LA CUBETA DE CAMPO
8. Remover la tapa de la cubeta de su empaque. Deshacer el empaque al mismo tiempo que
se sujeta la tapa por la parte de afuera de la bolsa, jalar cuidadosamente la bolsa sobre el
brazo. Sellar la tapa en la cubeta de campo haciendo presión sobre el centro como cuando
se cierra un típico tupperware. Tener cuidado de no tocar la parte interior de la tapa o de
la cubeta mientras se instala en su lugar.
9. Remover la cubeta de campo sellada del colector. Localizarla dentro de una bolsa de
plástico que previamente se encuentre limpia y asegurarla para que no se salga durante el
transporte. Meter la bolsa conteniendo la cubeta dentro de la maleta para transporte.
102
10. En la libreta y en la parte exterior de las bolsas, usar un marcador de tinta permanente
para escribir los datos de identificación del sitio, hora y fecha, así como observaciones
sobre la presencia de suelo, insectos, excremento de pájaro, etc, tal como se describe en
el paso 7. No se debe escribir sobre la tapa o sobre la cubeta de campo. Note que la hora
del cambio de cubeta será usada para completar dos formatos separados: 1) la hora de
retiro de la cubeta de la semana anterior y 2) la hora de colocación de la nueva cubeta.
11. colocación de la nueva cubeta.
Figura 2-5. Poner la tapa en la cubeta
103
12. Verificar la operación del registrador de eventos. Inspeccionar el registro del medidor de
lluvia mientras que el colector está abierto.
Figura 2-6. Anotar las observaciones en la bolsa de plástico.
Instalar la cubeta de campo limpia sobre el colector usando una bolsa de plástico y guantes. No
tocar las superficies interiores de la cubeta. No remover la cubeta de su bolsa hasta que se esté
listo para localizarla en el colector.
VERIFICACION FINAL DEL COLECTOR
13. Verificar si el sensor está caliente cuando se toca. Quitar soplando cualquier agua
remanente presente en el sensor. Observar el movimiento de la tapa cubriendo la cubeta
del lado de DEPOSITACION HUMEDA. Debería moverse uniformemente y completar su
ciclo en menos de 15 segundos.
14. Verificar que el sello de la tapa se ajusta sobre la cubeta del lado de DEPOSITACION
HUMEDA. Si el sello no está ajustado o la cubierta de vinil está rasgada o rota, pedir una
nueva. Un sello dañado o que ajusta mal puede contaminar la muestra.
104
Figura 2-7. Comprobar que la tapa este sellada
15. Preparar para su transporte la muestra al laboratorio de campo. Asegurar la maleta de
transporte.
16. Transportar la muestra al laboratorio de campo cuidadosamente para prevenir derrames
lo cual puede comprometer toda la información de precipitación y causar contaminación
de las muestras. La maleta de transporte ayudará a confinar la fuga. La bolsa también
previene de que fibras de empaque puedan contaminar la muestra. Nunca regresar la
muestra derramada a la cubeta.
Si se derrama la muestra se debe anotar este percance en el formato FOC. Observe si la muestra
pudo haberse contaminado. Si el borde de la cubeta o el interior de la tapa contacta cualquier
superficie extraña, la muestra puede contaminarse potencialmente.
105
7.2.2.2. Muestreo acumulado
Si el colector ACM, el sensor, o la caja del motor fallan para operar correctamente, colectar una
muestra acumulada. Si se colecta una muestra acumulada debe anotarse en el formato FOC y
notificar al LCA-UNACAR. Las muestras acumuladas requieren que la cubeta del lado de
DEPOSITACION HUMEDA esté descubierta por el periodo entero de muestreo.
Método A: Si la caja del motor del colector moverá la tapa del colector, activar el sensor. Cuando
la tapa está sobre la cubeta del lado de DEPOSITACION SECA y justo cuando está ajustando el sello
de la tapa, desconectar el colector de la fuente de energía.
Método B: Si la caja del motor del colector no moverá la tapa del colector, bajo el marco principal
del colector, empujar el clutch en contra de las manecillas del reloj. El clutch se desenganchará
(un esfuerzo puede requerirse para lograr esto), y el mecanismo a motor de liberación de la tapa
se inhabilitará. Manejar manualmente la posición de la tapa de la cubeta del lado de
DEPOSITACION SECA. Desconectar el colector para prevenir una reactivación inesperada de la caja
del motor.
106
7.2.3. Mantenimiento de la cubeta del lado de DEPOSITACIÓN SECA y de los sellos de espuma de
la tapa.
El primer martes de cada mes, cambiar la cubeta del lado de DEPOSITACION SECA cuando se
realice el cambio de la cubeta del lado de DEPOSITACIÓN HÚMEDA. Es necesario asegurar una
superficie limpia para que la tapa selle durante la precipitación. Cada sitio debería tener dos
cubetas de 3.5 galones LPE dedicadas únicamente para su uso en el lado de DEPOSITACIÓN SECA:
una cubeta instalada sobre el colector y la otra limpia, empacada y lista para su uso como
reemplazo. Ambas cubetas deberían estar marcadas con marcador permanente: USAR SOLO DEL
LADO DE DEPOSITACION SECA.
Precaución: El usar una cubeta de uso exclusivo para depositación seca para colectar muestras de
depositación húmeda es motivo de invalidación de la muestra.
7.2.3.1 Limpieza de las cubetas del lado de DEPOSITACION HUMEDA en el Laboratorio de campo.
Enjuagar la cubeta por dentro y por fuera con grandes cantidades de agua potable.
Tallar la cubeta con una esponja o toalla de papel para remover impurezas y capas de
suciedad.
Prevenir la formación de cualquier residuo químico, no usar detergentes ni alcohol.
Después de limpiar la cubeta con agua, enjuagar con agua destilada y sacudir el
exceso.
Localizar la cubeta en una bolsa y asegurarla con un lazo.
7.2.3.2. Cambio de la cubeta del lado de DEPOSITACION SECA y limpieza del sello de espuma de
la tapa.
1. Cuando se cambie la cubeta del lado de DEPOSITACION SECA, llevar la cubeta de
reemplazo, una botella de agua destilada, una piseta para agua destilada y frazadas de
limpieza libres de pelusas al sitio de campo. Si no se cuenta con una cubeta de reemplazo,
tomar una de las cubetas del stock que se va a llevar a campo destinadas para el lado de
DEPOSITACIONN HUMEDA. Etiquetarla con un marcador de tinta permanente: SÓLO PARA
SU USO DEL LADO DE DEPOSITACION SECA, y usar como una de las cubetas del lado de
DEPOSITACION SECA.
2. Antes de operar el colector, remover “la cubeta usada” del lado de DEPOSITACION SECA y
anotar la presencia o no de precipitación.
3. Remover la cubeta del lado de DEPOSITACION HÚMEDA de acuerdo a las instrucciones de
la sección 7.2.2.
4. Remover el soporte de aluminio conteniendo los 3 filtros y remover cuidadosamente cada
filtro con pinzas y guantes y colocarlos dentro de cajas petri por separado, estos filtros
será utilizados para la determinación de aniones, cationes, y amonio respectivamente.
107
5. Cuando las cubetas están fuera del colector:
Asumiendo que el sensor está húmedo, secarlo, y en caso de que éste esté seco,
mojarlo para accionar el movimiento de la tapa del colector. Cuando la tapa está a
la mitad entre el lado de DEPOSITACION SECA y el lado de DEPOSITACION
HUMEDA, desconectar la corriente hacia el colector.
Limpiar el lado de debajo del sello de la tapa para remover cualquier desecho
acumulado. Usar una frazada de tejido libre de pelusas humedecida con agua
destilada.
Dejar secar la espuma del sello de la tapa al aire libre.
Limpiar la parte superior del techo, el marco del colector, y el sensor para remover
excremento de pájaro, insectos u otra acumulación que pudiera entrar a la cubeta
de muestreo proveniente de estas superficies.
6. Instalar la “cubeta limpia” para su uso en el lado de DEPOSITACION SECA y colocarla sobre
el colector. Limpiar la superficie del soporte de aluminio y colocarlo en el fondo de la
cubeta a continuación instalar 3 filtros nuevos con la ayuda de pinzas en el soporte de
aluminio.
7. Instalar la “cubeta limpia” para su uso del lado de DEPOSITACION HÚMEDA.
8. Anotar las superficies que fueron limpiadas en el formato FOC.
Si no está nevando, lloviendo o si el sitio está experimentando temperaturas congelantes, puede
ser que no sea posible usar las frazadas humedecidas con agua destilada para la limpieza de la
parte inferior del sello de la tapa. En estos casos, limpiar el sello de la tapa, la parte superior de la
tapa del colector, el marco del colector y el sensor con frazadas secas.
7.2.4. Periodos de muestreo no estándar
Clima extremo puede hacer inaccesible el sitio de muestreo o bien puede ser inseguro e imposible
seguir un periodo estándar de muestreo. Cualquier periodo de muestreo mayor a 194 horas es
invalidado. Sin embargo, cualquier muestra que se haya cambiado antes, especialmente cuando la
precipitación intensa que amenace con desbordar la capacidad de la cubeta, es válida.
Si se tienen muestras de un periodo no estándar, se realizarán mediciones químicas en el campo, se
entregarán dichos resultados se pondrán a disposición de los que lo requieran.
Siempre que se notan algunas variaciones en los procedimientos estándares de muestreo en el formato
FOC, se revisa el registro de precipitación y la cantidad de precipitación para cada día del periodo de
muestreo para ver si es largo o corto.
Se usa el siguiente proceso para minimizar el problema de no estandarización de periodos de muestreo:
•
Para garantizar la estandarización entre sitios, las muestras deben ser de 6 a 8 días en duración, si
usted no puede cambiar la cubeta el martes, reemplácela el lunes (de preferencia al final del día) o
miércoles (de preferencia temprano al inicio del día), sin embargo esto no debería ser una practica
frecuente.
108
•
•
Si la lluvia es fuerte o la nieve amenaza con llenar la capacidad de la cubeta antes de alcanzar 144
horas del periodo de muestreo. Romper el periodo de muestreo dentro de un lapso de dos horas. Se
cambia la cubeta antes de que haya desbordamiento (sobre 9 pulgadas de lluvia).especialmente si el
pronostico indica mas precipitación. El proceso de cada cubeta es independiente con la separación
de FOC, y se deben enviar al LCA-UNACAR lo más pronto posible. Anotar en el FOC para describir
incidentes de montículos de nieve por encima la cubeta o una perdida potencial de agua debido a
un desbordamiento.
Cuando el sitio es inestable o las condiciones de viaje inseguras puede ser necesario extender el
periodo de recolección de la muestra. En este caso el cambio de cubeta debe se de ser lo mas
pronto posible. No debe saltarse la colecta de la semana y recoger una muestra de la segunda
semana.
7.3. Formulario de Observaciones de Campo (FOC)
El uso del FOC registra información esencial acerca del campo y las operaciones del laboratorio. El
FOC se muestra a continuación.
Completar el FOC usando ya sea un bolígrafo o un lápiz N º 2. Tener la certeza de que las
notaciones son legibles en todos los ejemplares y que la forma es llenada completamente.
•
•
•
No llenar fuera del formato FOC o dejar espacios en blanco.
Un formato Incompleto o no legible requiere tiempo adicional del proceso y usualmente requiere
investigar el teléfono del operador del sitio.
El operador del sitio debería usa dos FOC cada semana. Uno para el contenido de la información
reunida del sitio de campo justo al finalizar la semana. Y otro para empezar la semana. Esto ayuda a
reducir los datos erróneos, el tiempo y ayuda a tener una observación sin errores.
7.3.1. Sitio, Bloque 1
Llenar el nombre del sitio y el ID asignado (el nombre del sitio es elegido durante la elección del sitio y la
instalación del proceso). El ID del sitio es un código de cuatro caracteres.
7.3.2. Observaciones. Bloque 2
Registrar el nombre de la instalación y de la persona del LCA-UNACAR a quien deberían ser
dirigidas las preguntas sobre el muestreo de la semana y el sitio de operación. Usar estas
iniciales cuantas veces sea posible. Manejarlo con 4 iniciales.
109
7. 3.3. Operación de las cubetas. Bloque 3
Recolectar los datos (mes/día/año) cuando se instala la cubeta y cuando ésta se remueve,
cada día. Usando un tiempo de 24 horas. El cual corre de las 00:01 a las 24:00 horas. Por lo
tanto las 9:00am es 09:00 horas y las 5:00 pm son las 17:00 horas. La declaración estándar o
el tipo de ahorro de luz diurna no son necesarios.
7.3.4. Sitio de Operación. Bloque 4.
Porque en el sitio de operación únicamente una persona observa las condiciones del equipo y en
el campo, es necesario tener la evaluación del operador y el rendimiento del equipo de campo.
El bloque 4 se trata de verificar escribiendo Sí o No para cada pregunta. Responder estas
preguntas y comentarlas siempre en el bloque 6. Use SÍ si la muestra es válida. Para la pregunta 1
y 2, Sí indica un buen sitio de operación. Mientras que No indican problemas que deben detallarse
en el bloque 8.
Pregunta 1. Indicaciones del Colector. La respuesta No indica que se verifica el rendimiento en el
cambio de la cubeta y se presenta un mal funcionamiento en el calentamiento del sensor.
110
Pregunta 2. Indicaciones del medidor de lluvia. La respuesta es No si se descubrió que el reloj hizo
un mal funcionamiento en el periodo de muestreo o la pluma no hizo un buen trazo correcto en la
grafica.
Pregunta 3. Requiere respuesta solamente si el quipo esta trabajando correctamente en el registro de cada
evento. Verificar Sí, si solamente el algunos otros pruebas se han desencadenado y cause problemas en el
techo del mecanismo y afecte la colección de la depositación húmeda de las cubetas.
7.3.5 Condición de las muestras. Bloque 5.
•
•
•
Complete el bloque 5 para todas las muestras incluso si la cubeta es del lado de
DEPOSITACIÓN SECA.
Nunca intente remover algún contaminante, no importa cuan grande sea la cubeta.
En el bloque 8 se describen todos los contaminantes observados en el espacio de la
cubeta.
El bloque contiene importante Información acerca de los contaminantes que se tienen en el espacio de la
cubeta antes de la precipitación y transferencia de la muestra a la botella.
Se convierten en mixtas durante el transporte y no es visible cuando la muestra se pasa a la botella y llegan
al laboratorio. Esta información no se puede obtener, al menos que sea en sus registros de campo.
Use la Información registrada en el espacio de la notas y en la bolsas de protección en el espacio
de la cubeta y llene el bloque. Debería observar si han puesto antes la tapa en el espacio de la
cubeta. O bien en el colector.
Verificar en cada caja con la palabra Sí o No e introducir comentarios sobre el tipo, medida y
cantidad de contaminantes en el bloque 8. No es necesario saber exactamente la fuente de los
contaminantes.
111
•
Figura 2-8. Medida de la muestra
7.3.6. Registro de Precipitación. Bloque 6
Se usa un medidor Belford para determinar la cantidad de precipitación. Normalmente el medidor
de lluvia determina la cantidad de precipitación. La cantidad obtenida del medidor de lluvia y las
concentraciones analizadas por el colector son usadas para calcular la Depositación química. Si los
datos del medidor de lluvia son variables, la cantidad de precipitación es determinada por el
colector de volumen de muestra (pluviómetro). Enviar todas las muestras para su análisis.
Registrar la precipitación completa para todas las muestras garantizando que dicho registro parte
de la fecha de inicio y final del periodo de muestreo. Ya que se registra en el bloque 6, la FOC es
designada para dar cabida a un estándar de martes a martes del periodo de muestreo. Si no es un
periodo estándar debe ser reportado. Estas reglas generales deben seguirse:
•
•
Si el periodo de muestreo excede una semana, adjuntar un FOC y anotar cuidadosamente
los días extras, por ejemplo el martes a la muestra del miércoles, llenar el primer
formulario para todos los 8 días (de martes a martes) y agregar los datos en un segundo
reporte para el miércoles, y el segundo formato para tachar todos los días que no
apliquen.
Si el periodo de muestreo es menor a una semana, anotar cuidadosamente el día correcto
en el que empieza, y tachar los días que no apliquen. Por ejemplo, de la muestra del
martes para el miércoles y tachar el primer martes en el bloque 6. y llenar el resto de la
semana.
112
7.3.7.1. Tipo de Precipitación
•
•
•
•
Colocar un círculo para cada día con precipitación, incluyendo la grafica.
Marcar en el cuadro correspondiente de acuerdo al tipo de precipitación. Ubicado en el
bloque 6.
Una letra U denota una muestra desconocida, para aquellos casos en el que no se conoce
el tipo.
Niebla, rocío y heladas no se consideran precipitación. No se reportan como cantidades
trazables, en vez de eso, anotarlas en el bloque 8.
7.3.7.2. Cantidades de Precipitación
•
•
•
Registrar la cantidad de precipitación para cada día con un margen de 0,01 pulgadas.
En el primer día del periodo de muestro (martes) reportar solamente la precipitación que
haya ocurrido después de instalar las cubetas.
En el siguiente día del periodo de muestreo, reportar solamente la precipitación que haya
ocurrido antes de retirar las cubetas instaladas.
113
•
•
•
Si no ocurre precipitación, es una letra Z dentro de un círculo y no se registran ceros para
la cantidad.
Una letra T encerrada en un círculo en esos casos en que se traza la cantidad de
precipitado. (Menos que 0.001 pulgadas).
Unos caracteres MM encerrados dentro de un círculo indica que la información está
faltante. Describe la razón en el bloque 8.
En la esquina inferior derecha del bloque 6 registrar la profundidad total del medidor de lluvia (en
pulgadas).
7.3.7.3. Eficiencia de Colección.
Compare la profundidad total del medidor de lluvia (en pulgadas) con la profundidades de la
muestra (en pulgadas), en la parte inferior del bloque 6. Obtenga la profundidad de la muestra (en
pulgadas) por la multiplicación del peso de la muestra (en gramos) * 0.00058 pulgadas/gramos.
Calcule la diferencia de porcentaje entre los dos números y responda la pregunta: ¿Están estos
valores de acuerdo en al menos un 5 por ciento? Usar la siguiente ecuación:
Profundidad total del medidor de lluvia (en pulgadas) - Profundidad de la muestra (en pulgadas)
*100% =
Profundidad total del medidor de lluvia (en pulgadas)
Diferencia de Porcentaje
Si las evaluaciones no están de acuerdo dentro de un intervalo de +/- 5 porciento, verificar todos
los pesos de las muestras y calcularlos en el bloque 6. Registrar y revisar el procedimiento en el
bloque 10 y revisar los pesos si es necesario.
El LCA-UNACAR no tiene manera de corregir los errores en los pesos de la cubeta + la tapa +
muestra. Depende de usted verificar las mediciones en peso. Notificar al LCA-UNACAR si usted
sospecha que el equipo tiene problemas o las mediciones tienen errores.
7.3.7.4. Reporte diario de la cantidad de precipitación: distribución de los eventos el formato de
campo.
Se deben de colocar en tablas un listado de la cantidad de precipitación de cada evento y el total
en cada semana. Se completa con el bloque 6. Los eventos de la precipitación registrada deben ser
considerados como cantidades de precipitación diaria y deben ser sumados.
Para ordenar las evaluaciones diarias:
•
•
Adicionar eventos: por ejemplo, la suma de los eventos 5 y 6 que ocurren el mismo día.
Dividir un evento: por ejemplo, si el evento 2 ocurrió durante dos días.
114
Suma total para la semana:
•
•
Adicionar cada valor diario
Ignorar las cantidades traza.
7.3.8. QUIMICA DE LA MUESTRA. BLOQUE 8
7.3.8.1. Transferir el líquido de las cubetas de campo
Transferir las muestras de cualquier volumen incluso si solo son unas gotas desde la cubeta de campo
a las botellas de muestreo de 1 litro. No hay una cantidad mínima para transferir. El LCA-UNACAR no
analiza muestras que no han sido vertidas dentro de LAS BOTELLAS DE MUESTREO.
Transferir las muestras del la cubeta de campo a la botellas contenedoras de muestras requiere que
la muestra sea decantada. Para decantar una solución, se permite que el disturbio sea mínimo para
que las impurezas o residuos sedimenten al fondo. El líquido limpio es vertido de un contenedor a
otro, dejando a las impurezas en el fondo del otro contenedor.
Tal como con las cubetas y tapas de campo, usar sólo botellas de muestreo limpias provenientes del
LCA-UNACAR. Si una botella o tapa se contaminan durante el traslado de la muestra, remplazarse con
una limpia. Nunca intente enjuagar o por otra parte re-usar una botella si se sospecha que esta
contaminada. Simplemente devuélvale la botella al LCA marcada con una etiqueta que indique
claramente "para ser limpiado".
115
•
•
No se decanta los volúmenes de la cubeta hasta que es completamente descongelado
No agite la cubeta de campo. Deje sedimentar cualquier desecho fijo y describa éstos en
bloques 6 y 8 del FOC.
7.3.8.1.1. Decantación en la botella de Muestreo
1. Colocar una bandeja limpia u otra charola plana en el banco del laboratorio. Asegurarse
que la bandeja o charola es bastante profunda para contener cualquier agua derramada.
2. Remover la botella de 1 litro de la bolsa de muestreo y colocarlo en el centro de la
bandeja. Guardar la bolsa para su empleo de nuevo en servicio de transporte.
3. Ponerse un par de los guantes desechables proporcionados por LCA. Mantenga las yemas
del dedo y las palmas de guante limpias.
4. Quitar la tapa de la botella y dejarla sobre una toalla de papel absorbente limpia y seca o
bien sobre una frazada limpia sobre la mesa de laboratorio. No toque las superficies
interiores de la botella, de la tapa o del borde de la botella.
5. Quitar el sello de la tapa de la cubeta de campo. Evite contacto con el borde de tapa y la
cubeta.
6. Remover y desechar sus guantes.
7. Inspeccione Visualmente el contenido de la cubeta para observar posibles residuos o
impurezas. Esta será la última oportunidad de identificar la contaminación en la cubeta.
Anote cualquier contaminante en Bloque 5 y 8 del FOC.
8. Agarrar la cubeta por los lados (no la manija o el borde) y con cuidado decante la muestra
en la botella de 1 litro. Verter del lado opuesto a donde la tapa fue abierta, Mantenga la
tapa de la cubeta por encima del borde de botella de la muestra de modo que la cubeta y
la botella no entren en contacto. Esté seguro para sostener la cubeta de que la agarradera
de la cubeta no caiga y vuelque la botella de la muestra. Evite inclinar la cubeta de campo
o la botella de muestreo mientras está decantando.
116
Figura2-9. Decante el líquido
9. Llenar la botella de la muestra sólo hasta el hombro (aproximadamente 1 pulgada debajo
de la cima). Si la botella está más llena, la muestra puede congelarse y romperse durante
el envío en la temporada invernal. Con cuidado gire la tapa en la botella hasta que cierre
cómodamente.
10. Asegurar el sello de la tapa de la cubeta de campo con cuidado. En caso de un derrame de
la botella de la muestra, cualquier muestra sobrante en la cubeta de campo puede ser
usado para llenar otra nueva botella de muestreo. Por lo tanto, guarde el líquido en la
cubeta hasta que usted haya completado las mediciones y se disponga a embarcar la
muestra.
11. Desechar cualquier muestra derramada. No verterlo de nuevo en la botella de muestreo o
en la cubeta de campo. Anote si hay derrames en el Bloque 8 del FOC.
7.3.8.1.2. Uso de la botella de muestra
•
•
Responda la pregunta del uso de la botella de muestreo (en el bloque 7 del FOC,).
Responda Sí, aun cuando se hayan vertido solamente unas gotas
Devuelva la botella de la muestra cada semana ya sea que haya sido usada o no. Esto
asegurará que los sitios usan únicamente botellas de muestreo limpias.
7.3.8.2. Análisis general de laboratorio de campo
La muestra sólo se analiza cuando el peso de la muestra que se midió en bloque 6 es 70 gramos o
mayor. Para los pesos menores de 70 gramos, no es necesario rellenar el bloque 8. Se sugiere que
se calibre el sistema de pH y se determine la muestra de la precipitación destinada al control de
calidad cada semana.
117
El análisis químico (pH, Conductividad ) de las muestras se llevarán a cabo en el LCA-UNACAR, por lo
que cada mes se harán envíos de las muestras provenientes de los 3 sitios de muestreo a Cd del
Carmen Campeche, en las instalaciones de la UNACAR.
8. Mantenimiento del área de trabajo
Los sitios de la red se instalan y se equipan de acuerdo a las reglas de selección y de instalación
del sitio que se aplican a la toda la red. En ocasiones tendrá que realizar tareas de mantenimiento
en el sitio para que este en orden y continuar cumpliendo con estas normas y recopilando datos
de alta calidad. Estas tareas se dividen en dos categorías generales:
•
Mantenimiento inmediato del sitio.
•
Mantenimiento de equipo en el lugar de trabajo.
8.1 Área de mantenimiento de las inmediaciones del sitio
8.1.1 Mantenimiento de la vegetación
Para el mantenimiento del sitio, considere todo lo que se encuentre a 30 metros de (m) del
colector. Las hojas, las semillas, hierba, los desechos de arbustos y de árboles pueden contaminar
las muestras. Las normas para el mantenimiento de la vegetación son las siguientes:
• Mantenga la vegetación anual en el sitio en alturas de menos de 0.6 m. Los sitios no debe
cortarse solamente por estética. Los desechos frecuentemente generados por la cosecha
pueden quedar dentro de la cubeta con la muestra. Dos o tres cambios de lugar por año
son adecuados siempre y cuando se cumpla el requisito de que la vegetación se
encuentre a menos de 0,6 m de altura.
•
La cubierta del suelo se debería colocar rodeando al colector y al medidor de lluvia
aproximadamente 30m. En zonas donde hay cultivos agrícolas, una franja vegetación debe
protegerse y rodear al colector por lo menos de 30 m.
8.1.2 Obstrucciones en el campo de vientos
El mantenimiento inmediato del área del sitio se centra en la prevención de la contaminación de la
muestra húmeda.
Este interés por la calidad de la muestra (la concentración de productos químicos en las muestras)
debe ir acompañada del interés por la cantidad de muestra (cantidades representativas de la
precipitación). Es decir, con este fin, los criterios que describen los posibles obstáculos del viento
sobre el terreno de aplicación. Estas obstrucciones pueden dar lugar a salpicaduras de una pieza
del equipo a otra o bien la colección de instrumentos puede ser impedida. Los criterios pertinentes
son:
• Ningún objeto de más de 1 m de alto con la suficiente masa para desviar el viento debe
estar entre 5 metros del receptor o medidor de lluvia
118
•
La altura de cualquier obstrucción define la distancia mínima entre el colector o el
medidor de lluvia y la obstrucción; duplicar esta distancia es preferible. Ningún objeto
(como los equipos de torres o árboles) debe proyectarse sobre el colector o el medidor
con un ángulo mayor a 45; 30 es óptimos.
119
No hay ningún objeto (como los equipos de torres o árboles) puede proyectar entre el
colector o pluviómetro con un ángulo mayor que 45°; 30° es óptimo.
8.2 Mantenimiento de los equipos situados en el campo.
8.2.1 Colector de lluvia Aerochem metrics 301
8.2.1.1 Controles de sensores y caja de motor.
Cada semana, el colector de de muestra se prueba para confirmar que a) el calentador del sensor
está en pleno funcionamiento y, b) responde a la precipitación y la caja del motor conduce la tapa
a la posición correcta. Estas pruebas se realizan de la siguiente manera:
1. Compruebe la temperatura del sensor tocando la placa del sensor. Debe sentirse fresco, a
menos que el colector haya estado abierto dentro de los últimos minutos.
2. Active la rejilla del sensor aplicando algunas gotas de agua. No utilice metal.
3. El motor debe dirigir inmediatamente la tapa del colector para cubrir la cubeta del lado de
DEPOSITACIÓN SECA. Observar este movimiento. La tapa del colector debe funcionar libremente
con poco ruido del motor y llegar sin interrupción al lado seco de la cubeta.
4. Compruebe el funcionamiento de la caja del motor examinando el registrador del medidor de
lluvia de la grabación mientras que el colector está abierto (la cubeta del lado de DEPOSITACION
HUMEDA está expuesta). Compruebe que la pluma del registrador de los eventos este en la
posición superior.
5. Después que el colector haya estado abierto por 5-10 minutos, confirme que el sensor está
caliente al tacto.
6. Sople cualquier remanente de agua hacia fuera del sensor y observe el movimiento de la tapa
del colector como cubre la cubeta del lado de DEPOSITACION HÚMEDA. . Debe moverse
suavemente y terminar su ciclo en menos de 15 segundos.
8.2.1.2 Limpieza de la cabeza del sensor.
Periódicamente se limpia el sensor para remover cualquier desecho que pueda causar que al abrir
y cerrar el colector, la cubeta del lado de DEPOSITACIÓN HÚMEDA y exponga durante periodos
secos.
Retirar la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA:
1. El sensor se riega con agua destilada o alcohol. (El colector se abrirá. Ignorar esto)
2. Utilizando un cepillo de dientes, frote suavemente el área entre el sensor y placa de red. Evite
doblar la red y no deje residuos del cepillo atrapados en el sensor.
3. Una vez más, riegue el sensor a una distancia para enjuagar cualquier residuo aflojado.
4. Sople cualquier líquido restante del sensor para permitir que la tapa del colector
vuelva a la posición de la cubeta del lado de DEPOSITACION HUMEDA.
120
8.2.1.3 Cambio hacia la cubeta del lado de DEPOSITACION SECA, limpieza del sello de la tapa y
remplazo.
El primer martes de cada mes, se cambia la cubeta de lado de DEPOSITACIÓN SECA y se limpia el
sello de la tapa. Se utiliza un recipiente limpio, libre de pelusa y cualquier exceso de acumulación
de contaminantes. Permitir que el sello de la tapa se seque al aire libre.
Aproximadamente cada 12 meses, en cada sitio se proporcionan una espuma con sello de la tapa
e instrucciones para su instalación. Esta sustitución limita aún más la contaminación y ayuda a
asegurar una cubeta con tapa y sello hermético.
Para cambiar el sello de la tapa, utilice un tornillo recto del tamaño medio de una hoja y siga estos
pasos:
1. Primero quite las cubetas de los sostenedores de la cubeta de aluminio. La tapa se coloca en
medio para colectar, como la tapa y el colector se acercan en un punto medio entre los
conectores de la cubeta.
2. A continuación, quite los dos tornillos etiquetados en la figura A 5-2 y los retenedores que los
mantiene en ese lugar. Los retenedores etiquetados de B, mantienen la espuma del sello de la
tapa en su lugar.
3. Insertar el nuevo sello de espuma de la tapa y vuelva a instalar los L-retenedores y los tornillos.
Esto completa el cambio del sello de la tapa.
4. Conectar el colector de nuevo en su fuente de alimentación.
5. Registrar el sello de la tapa cambio en el bloque 10 de la FOC.
8.2.1.4 Operación durante invierno.
Dependiendo de la localización del sitio, la operación en invierno puede presentar serios
problemas para la colección de muestras húmedas en la Depositación y puede dañar varios
componentes en la operación del colector. Algunos de los problemas más comunes encontrados
durante la operación de invierno son:
-El sello de la tapa del colector se congela en una de las cubetas.
-La tapa del colector se llega a inmovilizar debido a la acumulación pesada de nieve o hielo.
-El colector no detecta el soplo de nieve ligera.
-Los vientos pueden traer nieve hacia el lado de la cubeta húmeda.
Los indicios típicos de los problemas anteriormente mostrados incluyen:
-La profundidad total del medidor de precipitación indica mucho más precipitación que la
profundidad de la muestra.
-El trazo del registrador de eventos no indica las cantidades correctos o duración de de dichos
eventos.
-La cubeta del lado de DEPOSITACION SECA contiene nieve o hielo.
-Las agarraderas del colector se gastan y las unidades del motor se queman.
Si ninguno de estos problemas ocurre regularmente, entonces el colector puede necesitar ser
modificado (aunque haya un límite en cuanto al desempeño en el tiempo de invierno puede ser
121
mejorado). Considerando inversiones en equipos opcionales como un techo protector o cima de
nieve, o bien calentar la malla o red del sello de la tapa, o contar con una base del colector
calentada.
122
Una vez instalados los dispositivos permanecen en el colector durante toda la estación como una
modificación permanente. Bajo ninguna circunstancias el sello de la tapa debe ser removido para
resolver los problemas.
8.3. Reemplazo de los componentes del equipo.
Estos componentes incluyen el sensor del colector, la caja del motor, el reloj del medidor, y el
registrador de eventos. Todos los componentes deben ser enviados con instrucciones detalladas
en relación a las herramientas requeridas para la remoción e instalación de los componentes,
empaque y envío de regreso.
8.4. Requerimientos de energía para la operación en el sitio.
El colector de precipitación operará con una corriente de 110 V AC o una batería de 12 V DC.
Adicionalmente, el colector deberá ajustarse para operar a 110 V AC, en caso de interrumpirse
este voltaje, entrará en operación la batería de 12 volts.
8.4.1. Línea de corriente de 110 V AC
El colector consume muy poca energía, por lo que un suministro de 15 amp es adecuado. Si la
interrupción de la energía eléctrica es un problema que se presenta de manera frecuente, se
recomienda instalar en el sitio una batería de corriente directa. La red recomienda la instalación
de un no breaker comúnmente utilizado para aplicaciones domésticas para la protección del
equipo.
8.4.2. Baterías con corriente de 12 V DC.
El colector puede operar tanto con un sistema solar asistido como con una batería de 12 V DC. A
causa de los problemas encontrados durante el invierno, los peligros que implica el transporte de
baterías, y la dificultad con los sistemas de corriente directa, se recomienda que el colector en el
sitio no opere a expensas únicamente con baterías. Los requerimientos de espacio requeridos para
el almacenamiento de un panel solar y las baterías se discuten más adelante. La figura 5.3 muestra
el sistema solar asistido.
8.5. Referencias
NADP. 1984. Instruction Manual NADP/NTN Site Selection and Installation. NADP Program Office.
Champaign, ILL.
NADP. 1990. Quality Assurance Plan NADP/NTN Deposition Monitoring. NADP Program Office.
Champaign, ILL.
123
9. PROGRAMAS DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
Se requiere periódicamente que los sitios participen en programas de aseguramiento de la calidad.
Esta sección presenta una explicación de estos programas.
9.1 Sistemas de la Red Nacional de Depositación Atmosférica
En este programa de aseguramiento de la calidad, los inspectores entrenados aplican los sistemas
para cada sitio cada dos años. Las metas consisten en verificar por sitio los problemas en los
equipos, asegurar que se sigan los procedimientos estándar, y proporcionar operadores en el sitio
con asistencia técnica para realizar los ajustes a los equipos y aplicar los procedimientos de
corrección.
Durante las visitas de campo de los inspectores se hacen observaciones y mediciones tanto en el
colector como en el pluviómetro. Ambos componentes se prueban para asegurar que operen de
acuerdo a las especificaciones de la red. Si las especificaciones no son cumplidas, los inspectores
deben auxiliar a los operadores en el sitio y/o hacer los ajustes y recomendaciones necesarias para
corregir el problema. Los inspectores verifican la ubicación y orientación de las estaciones y de los
equipos, así como también la ubicación, distancia y altura de árboles, matorrales y otras
obstrucciones que puedan interferir con el muestreo. Los inspectores también toman fotografías
del sitio, de los equipos, y toman notas de los alrededores. Es de particular interés la naturaleza de
la cobertura del terreno dentro de los primeros 30 metros próximos al sitio, carreteras,
residencias, bodegas, actividades agrícolas, y otras fuentes de contaminantes atmosféricos que
puedan afectar la química de la depositación húmeda en el sitio. Los inspectores registran la
distancia de los equipos a las fuentes anotando cualquier deficiencia de acuerdo a los criterios
especificados.
Los inspectores evalúan el desempeño de los operadores en el sitio quienes usan su equipo de
campo para medir una solución prueba. Cuando se detectan problemas en el equipo o
procedimientos de laboratorio incorrectos, los inspectores proporcionan recomendaciones para
mejorar los procedimientos y corregir los problemas. Los inspectores también evalúan el
desempeño en otras áreas tales como: colección, manejo y medición de muestras de depositación
húmeda, manejo del pluviómetro, registro de datos, y mantenimiento del sitio. La meta es
asegurar que se sigan todos los procedimientos estándar y ofrecer mejoras que puedan corregir
los procedimientos incorrectos, prevenir daños a los equipos, pérdida de información o de
muestras.
Los supervisores deben notificar de sus visitas con un mes de anticipación. Las visitas tienen lugar
en la fecha concensada de mutuo acuerdo por ambas partes. Cada visita de inspección requiere al
menos de 4 a 5 horas. Al final de la evaluación se genera un breve reporte que debe estar
disponible para su consulta en caso necesario.
9.2 Programa de auditoria.
El programa de auditoria está diseñado para evaluar las posibles desviaciones en las mediciones
resultantes de los contenedores de muestreo y a partir de operaciones rutinarias de manejo, envío
124
y mediciones de campo. Se requiere que los operadores en el sitio sean sometidos a operaciones
de auditoria cada dos años. Dentro de las muestras sometidas semanalmente, se evita que se de a
conocer cuales muestras van a ser auditas, de tal modo que no sea posible conocer su
composición química.
125
Estas muestras son soluciones sintéticas con una composición que simula muestras de
precipitación. La terminología de aseguramiento de la calidad se usa para describir una muestra
que tiene una identidad y composición desconocidas.
Las muestras son enviadas a los sitios antes de la fecha acordada. Cada muestra es acompañada
por un conjunto detallado de instrucciones que establece cuando enviar la muestra, cómo
etiquetarla, cómo manejarla y qué información registrar. La información registrada oculta la
muestra haciéndola parecer como una muestra de depositación húmeda del sitio. Para prevenir
cualquier error en el registro de depositación húmeda del sitio, el operador del sitio colecta una
muestra real en el periodo de muestreo dentro del cual la muestra de auditoria vaya a ser
sometida. La identidad de la muestra real se mantiene oculta, pero la muestra es colectada y
enviada siguiendo los procedimientos estándar. Una vez que se ha informado de la identidad real
de la muestra del sitio y de la muestra de auditoria, los registros y las bases de datos son
actualizados.
Los operadores del sitio reciben la muestra de auditoria en una botella etiquetada. Las
instrucciones que acompañan a la muestra le dicen al operador que vierta aproximadamente el
75% de la muestra de auditoria en un recipiente limpio con tapa y que se deje estabilizar durante
un periodo de 24 horas. A partir de este momento, esta porción de la muestra es manejada,
medida y enviada como si fuera una muestra de depositación húmeda colectada en el sitio. La
única desviación de los procedimientos estándar es que las instrucciones especifican que la
cantidad de precipitación a registrar sea tal que los datos de precipitación sean consistentes con el
volumen de muestra. De lo contrario, un desajuste en el volumen de muestra y cantidad de
precipitación puede ser un indicador de que se trata de la muestra de la auditoria. La porción
restante de la muestra de auditoria en la botella original, se envía por separado para su análisis.
Los resultados de los análisis de esta porción se comparan con los resultados de los análisis de la
porción que fue enviada como una muestra de depositación húmeda colectada en el sitio.
Cualquier diferencia significativa es un indicador de la existencia de posibles desviaciones en las
mediciones y operaciones rutinarias como manejo, envío y medición.
Los operadores en el sitio son contactados por teléfono aproximadamente una semana después
de que ellos sometieron las muestras, para verificar que han recibido las muestras y las
instrucciones, y para discutir cualquier problema o duda al respecto.
9.3 Programa de comparación entre sitios.
Se requiere que los operadores en el sitio dos veces al año midan el pH y la conductividad para
realizar una intercomparación entre sitios. Estas muestras son soluciones sintéticas que simulan
muestras de precipitación. Los operadores en el sitio no deben conocer las concentraciones de las
soluciones. En otras palabras, la intercomparación entre sitios significa un muestreo ciego para los
operadores. Con cada muestra se envían instrucciones específicas para medir las muestras de
intercomparación entre sitios. Los operadores en el sitio deben reportar sus mediciones para que
se evalúen los errores y la precisión en las mediciones de pH y conductividad.
126
Debe reportarse un resumen estadístico de todas las mediciones con una representación gráfica
de los rangos de pH y conductividad aceptables, de tal modo que los operadores puedan observar
si los valores de sus mediciones son aceptables o no.
127
9.4. Programa de muestreadores co-localizados.
Este programa determina la precisión total de las cantidades de precipitación medida así como de
la composición química, incluyendo la variabilidad debido a la colección de la muestra,
almacenamiento y validación de datos. La precisión se calcula comparando los datos por pares,
co-localizando colectores y pluviómetros operados en el sitio durante un año. Los instrumentos
deben ser operados de acuerdo a procedimientos estándar. Los operadores en el sitio colectan
dos muestras y cambian dos cartas de los pluviómetros cada semana. En el laboratorio de campo,
ellos manejan y miden las muestras independientemente, registrando los datos y las
observaciones por separado. Después de un año de operación de los muestreadores colocalizados, el segundo conjunto de equipos se mueve a otro sitio. El muestreo co-localizado es
llevado a cabo en dos o más sitios cada año. Tres criterios dominan la selección del sitio: la
distribución entre regiones diversas, la distribución entre regiones con cantidad de precipitación
mínima, media y máxima, y la historia operacional del sitio. Una vez que se ha comprobado que el
sitio cumple con los requisitos se envía el equipo y se instala. Se elabora un programa de
muestreo co-localizado y cuando el muestreo finaliza, el equipo es retirado.
Se deben estimar las diferencias encontradas en las muestras colectadas semanalmente tanto en
composición química como en cantidad de precipitación para validar las muestras de los
colectores co-localizados, de modo que estas diferencias sean usadas para determinar la precisión.
9.5. Programa de blancos de muestreo.
Este programa estima los errores inducidos por contaminación que ingresa a la cubeta de
depositación húmeda del colector para todo el periodo de muestreo, e incluye la contaminación
inducida durante las operaciones rutinarias de manejo y envío de muestras, así como también
mediciones de campo. La posible contaminación que ingresa a la cubeta instalada en el colector
constituye la principal diferencia entre este programa y el programa de auditoria. Otra diferencia
es que las muestras que constituyen los blancos de campo están plenamente identificadas. A
pesar de que el sello de la tapa del colector está diseñado para evitar que las muestras colectadas
en la cubeta de depositación húmeda se contaminen con depositación seca, el polvo puede
interferir y provocar un mal funcionamiento de estos sellos. Bajo condiciones de polvo y viento,
ésta puede ser una fuente importante de contaminación en las mediciones. La contaminación
también puede ocurrir durante su medición, manejo y envío. Las mediciones de blancos de campo
incluyen virtualmente todas las fuentes importantes de contaminación causadas por equipo,
contenedores, procedimientos de campo y envío.
Para medir la contaminación a partir de estas fuentes, los operadores en el sitio añaden una
solución sintética a la cubeta de depositación húmeda al final del periodo de muestreo, una vez
que la estación lluviosa ha finalizado. La cubeta es cubierta por una tapa limpia y se deja estabilizar
durante un periodo de 24 horas. Este tiempo permite que la solución entre en contacto con las
paredes interiores de la cubeta simulando el contacto que una muestra de lluvia tiene con la
superficie interior de la cubeta. El operador maneja la solución sintética como una muestra de
depositación húmeda pesándola, transfiriéndola a una botella de muestreo, y enviándola al
laboratorio.
128
Los resultados de los análisis de esta solución y la solución original se comparan. Las diferencias
encontradas en las mediciones se utilizan para cuantificar los efectos acumulados de las fuentes
de contaminación.
APÉNDICE A. REQUERIMIENTOS DE EQUIPO DE LA RED
A1. EQUIPO DE CAMPO EN EL SITIO.
Colector de precipitación: Dos colectores de depositación húmeda que cumplan con las
especificaciones actuales de la NADP.
Pluviómetro con registrador de eventos.
A2. EQUIPO DE LABORATORIO EN CAMPO
Balanza con una capacidad de 15 kg y una sensibilidad de 1 g.
Potenciómetro y electrodo. Lectura de 0 a 14 unidades de pH con una sensibilidad de 0.01
unidades de pH. Microprocesador controlado con reconocimiento de buffer.
Medidor de conductividad y celda. Rango de 0.1 a 1000 µS/cm con una sensibilidad de 0.1 µS/cm.
Constante de la celda de 1.0 y requerimiento de volumen de muestra < 10 ml.
Material de laboratorio: botellas de 500 ml, toallas desechables, toallas para limpieza de celdas,
agua destilada con una conductividad por debajo de 5 µS/cm, etc.
129
SECCIÓN IV.
PROCEDIMIENTOS DE
ANÁLISIS
130
DETERMINACION DE ANIONES INORGANICOS POR CROMATOGRAFÍA DE IONES EN MUESTRAS
DE DEPOSITACION HUMEDA Y SECA
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
PROPÓSITO
ALCANCES
RESUMEN DEL METODO
INTERFERENCIAS DEL METODO
MATERIALES Y EQUIPO
REACTIVOS
SEGURIDAD
PROCEDIMIENTO
CONTROL DE CALIDAD
CALCULOS
ACCIONES CORRECTIVAS
REVISIÓN DE DATOS
DESVIACIONES DEL METODO
REFERENCIAS
ANEXOS
131
DETERMINACION DE ANIONES INORGANICOS POR CROMATOGRAFÍA DE IONES EN MUESTRAS
DE DEPOSITACION HUMEDA Y SECA (METODO EPA 300.0 MODIFICADO).
1. PROPÓSITO
El propósito de este procedimiento de operación estándar es proporcionar una guía consistente en la
determinación de aniones inorgánicos en filtros, membranas, agua y despojadores anulares por cromatografía
de iones (CI). Los aniones de interés incluyen cloruro particulado (Cl-), nitrato particulado (NO3-), nitrito
particulado (NO2-), NO3- gaseoso, ácido nítrico (HNO3), dióxido de azufre (SO2) gaseoso como SO42-, y sulfato
particulado (SO42-).
2. ALCANCES
Este método comprende la determinación de iones inorgánicos por cromatografía de iones en agua de lluvia,
agua de nubes, nieve, lagos, y varios medios filtrantes usados para la depositación seca.
3. RESUMEN DEL METODO
Se hace pasar una alícuota de una muestra acuosa o una alícuota de un extracto (proveniente de un medio
filtrante o de despojadores anulares) a través de una serie de intercambiadores de iones. Los aniones de
interés son separados con base en sus afinidades relativas por el intercambiador (columna analítica) y son
convertidos a sus formas ácidas altamente conductoras por medio de una membrana de supresión. La
detección se realiza por conductividad eléctrica. Los picos cromatográficos resultantes son identificados con
base al tiempo de retención por comparación con soluciones estándar de concentración conocida. La
cuantificación se lleva a cabo mediante la comparación del área o altura de los picos del cromatograma con
curvas de calibración.
4. INTERFERENCIAS DEL METODO
4.1 Las interferencias pueden ser causadas por substancias con tiempos de retención que son similares y que
se sobreponen con los de los aniones de interés. Una sobrecarga de la columna puede conducir a un coleo
de los picos, a una baja resolución de los picos, y por lo tanto, acarrear picos adyacentes que pueden
sobreponerse uno con otro.
4.2. Interferencias con el método también pueden ser causadas por contaminantes presentes en
el agua que está siendo usada como reactivo, reactivos químicos empleados, en la cristalería, y
residuos de otras muestras procesadas con anterioridad en el caso de que el sistema no haya sido
lavado con la fase móvil antes de volverse a utilizar.
132
4.3. Las muestras que contienen partículas con un tamaño mayor a 0.45 µm y soluciones reactivas
que contienen partículas con tamaños mayores a 0.20 µm, requieren filtración para evitar daños a
la columna y al sistema de flujo del equipo. Se recomienda que antes de inyectar la muestra, sobre
todo cuando se trata de muestras ambientales, hacer pasar la muestra a través de un acrodisco
para eliminar cualquier partícula presente que pudiera tapar la columna y ocasionar una sobrepresión en el sistema de bombeo.
5. MATERIALES Y EQUIPO
5.1 Balanza analítica con una exactitud en el peso cercana a 0.01 g.
5.2 Cromatógrafo de iones.
5.3 Guardacolumna para aniones.
5.4 Columna analítica para aniones.
5.5 supresor de aniones.
5.6 Detector de conductividad.
5.7 Micropipetas y puntas para micropipeta.
5.8 Acrodiscos de filtración.
5.9 Sistema de filtración al vacío.
5.10 Cristalería.
5.11 Baño ultrasónico.
6. REACTIVOS
6.1 Agua desionizada con una resistividad de 15 mega ohms (MΩ) o mayor, el agua no debe
contener partículas con un tamaño mayor a 20 um.
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
Solución de hidróxido de sodio (NaOH) 2 N grado reactivo ACS o mejor.
Bicarbonato de sodio (NaHCO3) grado reactivo ACS o mejor.
Carbonato de sodio (Na2CO3) grado reactivo ACS o mejor.
Acido sulfúrico concentrado (H2SO4) grado reactivo ACS o mejor.
Acido clorhídrico concentrado (HCl) grado reactivo ACS o mejor.
Peróxido de hidrógeno (H2O2) 30% (v/v) grado reactivo ACS o mejor.
Soluciones de fase móvil (eluyente): Solución buffer Na2CO3/NaHCO3. AS4A: 75 milimolar
(mM) NaHCO3 / 220 mM Na2CO3, disolver 12.6 g de NaHCO3 y 46.64 g de Na2CO3 en agua
grado reactivo y diluir a 2 litros. AS14: 60 mM NaHCO3 / 480 mM Na2CO3, disolver 10.08 g
de NaHCO3 y 101.74 g de Na2CO3 en agua grado reactivo y diluir a 2 litros.
6.8 Solución de regeneración (membrana de supresión). H2SO4 0.025 N. Diluir 2.8 ml a 4 litros
con agua desionizada. Los supresores que se auto-regeneran pueden ser usados con esta
solución en el modo de regeneración química.
6.9 Soluciones estándar certificadas para la calibración. Se debe usar un mínimo de 5 puntos
para cada curva de calibración. Los estándares certificados tienen una fecha de caducidad
y se debe verificar que no hayan expirado antes de usarse. Se propone la siguiente curva
de calibración en unidades de ug/ml.
133
Puntos de la
curva
Blanco
STD 1
STD 2
STD 3
STD 4
STD 5
STD 6
STD 7
STD 8
STD 9
Cl-
NO2-
Br-
NO3-
SO42-
0
0.008
0.020
0.040
0.1
0.3
0.6
1.0
2.0
3.0
0
0.004
0.01
0.02
0.05
0.15
0.3
0.5
1.0
NA
1.01.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
0
0.008
0.020
0.040
0.1
0.3
0.6
1.0
2.0
3.0
0
0.04
0.1
0.2
0.5
1.5
3.0
5.0
10.0
15.0
6.10
Estándares de control deben ser estándares de alta pureza. En cada lote se
proporciona un certificado de trazabilidad y fecha de expiración. Para asegurar la precisión
de la calibración durante cada corrida analítica, se debe usar un estándar de control para
realizar la verificación continua de la calibración.
6.11
Las soluciones de referencia (listas para usarse) son soluciones estándar que
contienen los analitos de interés tal como “solución de agua de lluvia # 2” con un
certificado de análisis y fecha de expiración. La solución de referencia debe usarse para
verificar la calibración.
6.12
Solución stock de bromuro (Br-) de 1000 mg/l preparada a partir de 2.06 g de
bromuro de rubidio ( RbBr ) en un litro de agua desionizada.
Preparación de las soluciones de Extracción. Solución de extracción para filtros de
6.13
celulosa: Añadir 4 ml de la solución stock de bromuro, 6.7 ml de H2O2 30% v/v, y 10 ml de
HCl concentrado, aforar a 4 litros. Solución de extracción para filtros nylasorb ® : Añadir 4
ml de la solución stock de bromuro, 6.7 ml de H2O2 30% v/v, y 6 ml de NaOH 2 N, aforar a
4 litros con agua desionizada. Solución de extracción para filtros de teflón ® y
despojadores: Añadir 4 ml de la solución stock de bromuro y aforar a 4 litros con agua
desionizada.
7
SEGURIDAD
El analista debe estar prevenido acerca de los riegos asociados con los reactivos químicos usados en este
método. Reduciendo la posibilidad de la absorción o ingestión accidental se minimizan los riesgos. No está
permitido introducir alimentos bebidas en las áreas donde se usan y manejan los reactivos químicos o donde
están siendo almacenados. Batas de laboratorio, guantes y gafas de seguridad deben ser usadas durante
todo el tiempo que estén siendo manejadas estas substancias. Si el analista no está familiarizado con los
riesgos asociados a los químicos que se están manejando deben consultarse las hojas de seguridad
correspondientes a cada reactivo químico.
134
8
PROCEDIMIENTO
8.1 Extracción de las muestras.
8.1.1 Sacar el número de muestras que serán procesadas del refrigerador,
asegurándose de que no sean más de las que puedan ser analizadas dentro de un
plazo de 48 horas después de realizado el proceso de extracción. Este proceso no
aplica para las muestras acuosas.
8.1.2 Preparar un blanco para el método. Para filtros de teflón ® o nylasorb ®, es una
botella vacía debidamente etiquetada. Para filtros de celulosa añadir 600 ul del
fluido de impregnación del filtro de celulosa a una botella debidamente
etiquetada. Los blancos del método deben ser extraídos como si fueran muestras.
8.1.3 Seleccionar el fluido de extracción apropiado para la extracción de la muestra.
8.1.4 Calibrar las micropipetas a 25 ml para teflón ® y nylasorb ®, a 50 ml para celulosa
y a 20 ml para despojadores anulares. Tarar la botella y envasar las muestras.
Pipetear la solución de extracción y repesar la botella para verificar la
reproducibilidad del pipeteador. Los límites aceptables son 25 ± 0.1 g para teflón ®
y nylasorb ®, 50 ± 0.1 g para celulosa, y 20 ± 0.1 g para despojadores anulares.
8.1.5 Extraer las muestras de acuerdo al tipo de filtro. Para teflón ® y celulosa, agitar 15
minutos, sonificar 30 minutos y 15 minutos más de agitación. Para nylasorb ®,
agitar 30 minutos en un sistema de alta velocidad. Para despojadores anulares 20
inversiones y rotaciones hechas a mano, después de la extracción, el extracto del
despojador se transfiere a una botella de nalgene ® de 30 ml. Los extractos de las
muestras deben ser almacenados a 4 ºC por al menos 8 horas antes de su análisis.
Este paso asegura que la reacción entre el fluido de extracción y el filtro sea
completada.
8.2 Análisis.
8.2.1 Establecer una línea base estable mediante el bombeo de fase móvil a través del
sistema durante al menos 30 minutos.
8.2.2 Cargar en el sistema auto-muestreador la curva de calibración, el blanco del
método, el estándar de control inicial, las muestras de referencia y las muestras
extraídas.
8.2.3 Las muestras cuya respuesta excede la correspondiente al estándar más alto
deben ser diluídas y re-analizadas en la siguiente corrida.
8.3 Análisis de datos.
8.3.1 Los archivos de datos son procesados usando algoritmos contenidos en el
software del sistema de cromatografía que se esté utilizando.
8.3.2 Examinar todos los cromatogramas visualmente para detectar cualquier anomalía.
8.3.3 Generar el archivo de salida del software con la concentración final.
8.3.4 Obtener una copia impresa y una copia electrónica del conjunto de datos.
8.3.5 Generar el reporte.
135
9
CONTROL DE CALIDAD
9.1 Un blanco del método debe ser analizado con cada extracción, a menos de que se indique
lo contrario. El blanco del método es agua desionizada para muestras de depositación
húmeda. El blanco del método para muestras extraídas es el volumen aplicable de
solución de extracción seguido por el procedimiento de extracción apropiado. El blanco
del método debe ser menor o igual a dos veces el límite reportado.
9.2 El estándar de control consiste en una muestra que es utilizada para la verificación
continua de la calibración y es analizada con una frecuencia del 10% para cada lote de
análisis, así como también, al inicio y al final de cada corrida. El valor medido para el
estándar de control se debe encontrar dentro del ± 5% del valor certificado.
9.3 Una muestra de referencia consiste en una verificación inicial de la calibración. El valor
medido de la muestra de referencia debe de estar dentro del ±5% del valor certificado.
9.4 Réplicas de las muestras deben ser analizadas a una frecuencia de ±5%. Para muestras con
concentraciones mayores a 5 veces el límite reportado, la diferencia porcentual relativa de
las réplicas de las muestras debe de estar dentro del ±20%. Para muestras con
concentraciones menores o iguales a 5 veces el límite reportado, la diferencia absoluta
entre la muestra y su réplica debe ser menor al límite reportado.
9.5 Todas las curvas de calibración deben contener un mínimo de 5 puntos para realizar los
cálculos cuadráticos y presentar un coeficiente de correlación mayor o igual a 0.955.
10 CALCULOS
10.1
Todos los cálculos deben ser realizados utilizando los algoritmos que vienen en el
software del instrumento.
Se deben preparar curvas de calibración por separado para cada anión de interés
10.2
graficando la respuesta del instrumento (área o altura del pico) vs los valores de
concentración conocidos de los estándares, utilizando una regresión cuadrática. El analista
debe eliminar los punto que se requieran con tal de mejorar la exactitud para mejorar el
ajuste, pero dejando al menos 5 puntos y un blanco.
10.3
Cada matriz de análisis debe incluir los volúmenes de extracción y los factores de
dilución si es el caso.
11 ACCIONES CORRECTIVAS
El anexo A muestra las acciones correctivas que deben tomarse en el caso de que el control de calidad del
análisis de las muestras no cumpla con los criterios de aceptación.
136
12 REVISIÓN DE DATOS
En los anexos B y C se muestran las listas de verificación usadas por el analista y el supervisor de
los datos analíticos.
13 DESVIACIONES DEL METODO
Las desviaciones para este método no están permitidas.
14 REFERENCIAS
Methods for chemical analysis of water and wastes (EA 300.0) EPA-600/4-79-020. Revised
August 1993.
Guidance for the preparation of standard operating procedures (SOPs) for quality-related
documents, U.S. Environmental Protection Agency (EPA), EPA/600/R-96/027, November 1995.
MACTEC Inc, 2001. CASTNet QAPP (Draft) prepared for USEPA.
15 ANEXOS
15.1
15.2
ANEXO A: ACCIONES CORRECTIVAS
ANEXO B: LISTA DE VERIFICACIÓN.
137
15.1 ANEXO A
RESUMEN DE PROCEDIMIENTOS DE ACCION CORRECTIVA PARA CROMATOGRAFÍA DE IONES
CONTROL DE CALIDAD
CRITERIO DE ACEPTACIÓN
Coeficiente de correlación de ≥0.995
la curva de calibración
Respuesta de la curva de Lecturas dentro de la curva de
calibración.
calibración.
Estándar de referencia
± 5% del valor certificado.
Estándar de control.
± 5% del valor certificado.
Blanco del método.
≤ 2 veces
detección.
Réplica de la muestra.
Diferencia en % de la réplica
de ± 20% si la muestra es
mayor a 5 veces el límite de
detección.
el
límite
de
ACCION CORRECTIVA
Repetir la corrida de los
estándares de calibración. En
caso de encontrarse aún fuera
del criterio de calibración,
preparar una nueva curva y
recalibrar el instrumento.
Diluir y re-analizar las
muestras hasta que queden
dentro del rango de la curva
de calibración.
Volver a correr el estándar,
recalibrar y reanalizar hasta
cumplir con el criterio.
Volver a correr el estándar,
recalibrar y reanalizar hasta
cumplir con el criterio.
Determinar la causa del
problema.
Reanalizar
la
muestra.
Determinar y corregir los
límites de control. Reanalizar
la muestra.
138
15.2 ANEXO B
LISTA DE VERIFICACIÓN
LOTE No.________________________
________________________IMPRESO DE LA CORRIDA.
________________________METODO DE REFERENCIA.
________________________HOJA DE PREPARACIÓN DE ESTANDARES Y REACTIVOS.
________________________DATOS CRUDOS.
ANALISTA
_________________________
REVISOR
_________________________
FECHA
____________________________
FECHA
____________________________
NOTAS:
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
______________________________
139
DIGESTION ACIDA DE MUESTRAS ACUOSAS Y EXTRACTOS PARA METALES TOTALES QUE SERAN
DETERMINADOS POR ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION ATOMICA (METODO EPA 3010 A).
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
PROPOSITO
ALCANCES
RESUMEN DEL METODO
MATERIALES Y EQUIPO
REACTIVOS
LIMPIEZA Y MANEJO DEL MATERIAL
PROCEDIMIENTO
CONTROL DE CALIDAD
REFERENCIAS
140
DIGESTION ACIDA DE MUESTRAS ACUOSAS Y EXTRACTOS PARA METALES TOTALES QUE SERAN
DETERMINADOS POR ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION ATOMICA (METODO EPA 3010 A).
1. PROPOSITO
El propósito de este procedimiento estándar de operación es proporcionar una guía
metodológica para la digestión de muestras acuosas y extractos a los cuales se les va a
determinar metales totales que serán cuantificados por espectrofotometría de absorción
atómica.
2. ALCANCES
Este procedimiento de digestión es utilizado para la preparación para su análisis de muestras
acuosas, extractos y desechos que contienen sólidos suspendidos. Las muestras preparadas por el
método 3010 pueden ser analizadas por FLAA o ICP para los siguientes metales:
Aluminio
Magnesio
Manganeso
Bario
Molibdeno
Berilio
Níquel
Cadmio
Potasio
Calcio
Cromo
Sodio
Cobalto
Talio
Cobre
Vanadio
Hierro
Zinc
Plomo
141
Este procedimiento de digestión no es útil para muestras que serán analizadas por
espectrofotometría de absorción atómica con horno de grafito a causa de que el ácido
clorhídrico puede causar interferencias durante la atomización en el horno, para este caso, se
debe consultar el método 3020 A.
3. RESUMEN DEL METODO
Una mezcla de ácido nítrico y el material que se desea digerir debe ser reflujada en vasos
cerrados de teflón o matraces tapados con vidrio de reloj, utilizando como fuente de
calentamiento un equipo autoclave o parrillas de calentamiento. Este paso debe repetirse
añadiendo porciones adicionales de ácido hasta que el digerido tenga un color claro o su color se
haya estabilizado. Después de que el digerido ha reducido su volumen, debe reflujarse con ácido
clorhídrico, compensando las pérdidas de volumen mediante la adición de agua tipo II. En caso
de que el digerido se haya reflujado hasta la sequedad total, éste debe descartarse.
4 . MATERIALES Y EQUIPO
Recipientes cerrados de teflón con tapa roscada y capacidad de 100 ml (en caso de usarse como
fuente de calentamiento un equipo autoclave).
Matraces tapados con vidrio de reloj y capacidad de 200 ml (en caso de usarse parrillas de
calentamiento como fuente calor).
Papel filtro o membranas de filtración.
Sistema de filtración al vacío.
Probetas.
Micropipetas.
Puntas para micropipetas.
Equipo autoclave o parrillas de calentamiento según sea el caso.
Guantes para el manejo de ácido.
Lentes o mascarillas de protección.
Campana de extracción.
NOTA. Durante todo el tiempo que se estén manejando los ácidos concentrados y las muestras
digeridas en ácido, así como también durante el procedimiento de lavado de material en solución
ácida, se deberá usar de manera obligatoria, bata, zapato cerrado, lentes o mascarillas de
142
protección, y manejar los reactivos con el uso de campana de extracción para minimizar la
exposición a vapores ácidos. Se recomienda realizar todo el procedimiento con suma precaución
para evitar salpicaduras de ácido que pudieran entrar en contacto con la piel de cara, manos o
cuerpo.
5. REACTIVOS.
Se deben usar substancias químicas grado reactivo en todas las etapas de este método.
5.1 Agua grado reactivo. El agua grado reactivo está completamente libre de interferencias.
5.2 Ácido nítrico concentrado. El ácido debe ser analizado para determinar los niveles de
impurezas.
5.3 Ácido clorhídrico (1:1). Preparado a partir de HCl concentrado y agua, el ácido debe ser
analizado para determinar los niveles de impurezas.
143
5.4 Se tiene la opción también de usar ácidos grado AA, sin embargo, los costos de reactivos se
pueden incrementar.
6. LIMPIEZA Y MANEJO DE MATERIAL.
Todos los contenedores, materiales de vidrio y/o de plástico, puntas para micropipeta, etc
deberán ser pre-lavados con detergente y agua. Así mismo deberán dejarse remojando durante
por lo menos 24 horas en una solución de HNO3 al 10%, y después enjuagados con agua tipo II.
Para el lavado y manejo de este material deberán usarse guantes especiales para ácido.
Todos los residuos ácidos deberán disponerse de acuerdo a las normas de seguridad y ambientales
aplicables en el laboratorio.
7. PROCEDIMIENTO.
7.1 Transferir una alícuota representativa de 100 ml de la muestra al matraz de 200 ml o al
recipiente cerrado de teflón según sea el caso. Añadir 3 ml de HNO3 concentrado, cubrir con
el vidrio de reloj o roscar la tapa del recipiente de teflón. Colocar el matraz en la parrilla de
calentamiento o el recipiente de teflón en el equipo autoclave (según sea el caso) y dejar la
muestra reflujando hasta que ésta se evapore y reduzca su volumen hasta aproximadamente 5
ml, teniendo precaución de que la muestra no ebulla ni llegue hasta la sequedad. Enfriar los
recipientes de digestión y añadir otros 3 ml de HNO3 concentrado, cubrir de nuevo y dejar que
refluje.
7.2 Continuar calentando y añadiendo porciones adicionales de ácido nítrico conforme sea
necesario hasta que la muestra digerida tenga un color claro y no tenga cambios en su
apariencia. El volumen final de muestra digerida debe ser de aproximadamente 3 ml. La
digestión en autoclave requiere menor consumo de reactivo y menos tiempo, sin embargo, los
recipientes de teflón utilizados son relativamente costosos.
7.3 Añadir una pequeña cantidad de HCl 1:1 (10 ml por cada 100 ml de solución final), cubrir
con el vidrio de reloj o roscar la tapa del vaso de teflón (según sea el caso), y dejar reflujando
por 15 minutos más para disolver cualquier precipitado o residuo que pudiera resultar de la
evaporación.
7.4Enjuagar las paredes de los recipientes de digestión, compensar las pérdidas de volumen
añadiendo agua tipo II hasta ajustar a un volumen de 100 ml, y filtrar al vacío las muestras
digeridas para eliminar silicatos y otros materiales sólidos que pudieran tapar el sistema de
nebulización. Enjuagar el filtro y el sistema de filtración con HNO3 diluido.
144
8CONTROL DE CALIDAD
8.1Para cada lote de muestras procesadas, se deben trataran los blancos como si fueran
muestras.
8.2Las réplicas deben ser procesadas de manera rutinaria.
REFERENCIAS
Rohrbough, W.G.; et al. Reagent Chemicals, American Chemical Society Specifications, 7th ed.;
American Chemical Society: Washington, DC, 1986.
1985 Annual Book of ASTM Standards, Vol. 11.01; "Standard Specification for Reagent Water";
ASTM: Philadelphia, PA, 1985; D1193-77.
145
DETERMINACION DE SODIO POR ABSORCION ATOMICA, ASPIRACION DIRECTA (METODO EPA
7770)
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
PROPÓSITO
ALCANCES
RESUMEN DEL METODO
INTERFERENCIAS
MATERIALES Y EQUIPOS
REACTIVOS
PROCEDIMIENTO
ESPECIFICACIONES DEL METODO
REFERENCIAS
146
DETERMINACION DE SODIO POR ABSORCION ATOMICA, ASPIRACION DIRECTA (METODO EPA
7770)
1. PROPÓSITO.
El propósito de este procedimiento estándar de operación consiste en proporcionar una guía consistente para
la determinación de sodio en muestras de depositación.
2. ALCANCES.
Este método es simple, rápido y aplicable a un gran número de metales presentes en agua
potable, aguas superficiales, agua salada, aguas residuales industriales y de tipo doméstico,
aguas naturales como agua de lluvia, etc. Mientras que el agua potable libre de materia
particulada puede ser analizada directamente, las aguas subterráneas y otras muestras acuosas,
extractos, muestras de suelos, sedimentos, lodos, etc; requieren de una digestión previa al
análisis tanto para metales disueltos como para metales totales.
3. RESUMEN DEL METODO.
A pesar de que se han reportado algunos métodos para el análisis de sólidos por
espectrofotometría de absorción atómica, esta técnica está limitada al análisis de metales en
solución o solubilizados a través de algún método de procesamiento de la muestra como puede
ser la digestión húmeda o seca.
Un tratamiento preliminar de muestras de aguas de desecho, agua subterránea, aguas naturales,
extractos o desechos industriales, es siempre necesario a causa de la complejidad y variabilidad de
la matriz de la muestra. Todas estas muestras deben estar sujetas a un proceso de solubilización
antes de su análisis. Este proceso puede variar dependiendo de la naturaleza de los metales
presentes en la muestra. En el procedimiento de aspiración directa, la muestra es aspirada y
atomizada en una flama. Un haz de luz a través de una lámpara de cátodo hueco es dirigido hacia
la flama a través de un monocromador y de ahí a un detector que mide la cantidad de luz
absorbida. La absorción depende de la presencia de átomos libres en estado basal no excitados en
la flama. A causa de que la longitud de onda del haz de luz es característico del metal que está
siendo determinado, la energía de la luz absorbida por la flama es una medida de la concentración
del metal en la muestra.
147
4. INTERFERENCIAS
La mayoría de las interferencias en espectrofotometría de absorción atómica son de tipo
“químico” y son causadas por la falta de absorción de átomos en una combinación molecular en la
flama.
Este fenómeno puede ocurrir cuando la flama no está lo suficientemente caliente para disociar a la
molécula, como en el caso de la interferencia de fosfato con magnesio, o cuando el átomo
disociado es inmediatamente oxidado a un compuesto que no se disociará más a la temperatura
de la flama.
Las interferencias de ionización ocurren cuando la temperatura de la flama es lo suficientemente
alta para generar la remoción de un electrón de un átomo neutro, dando un ión cargado
positivamente. Este tipo de interferencia puede ser controlada mediante la adición tanto a los
estándares como a las muestras de un exceso de un elemento fácilmente ionizable tal como K, Na,
Li o Cs. Las interferencias de ionización pueden afectar el análisis de sodio, por lo tanto, las
muestras y los estándares deben estar en una matriz en la cual se utilice un supresor de ionización.
El sodio es un contaminante universal, y se debe tener suma precaución para evitar cualquier tipo
de contaminación.
La presencia de gran cantidad de sólidos disueltos en la muestra puede resultar en una
interferencia de absorbancia no atómica tal como la dispersión de luz. Preferentemente, las
muestras con una gran cantidad de sólidos deben de ser extraídas.
La interferencia espectral puede ocurrir cuando la longitud de onda de un elemento presente en la
muestra que no está siendo determinado cae dentro de la banda de absorción del elemento de
interés. Los resultados de la determinación serán erróneamente altos debido a la contribución del
elemento que está interfiriendo con la señal de absorción atómica.
La viscosidad de las muestras y de los estándares también debe ser monitoreada, ya que la
diferencia de viscosidad puede interferir con la tasa de aspiración.
No todos los metales son igualmente estables en la muestra digerida, especialmente si contiene
sólo ácido nítrico. La muestra digerida debe ser analizada lo más pronto posible, dando
preferencia a Sn, Sb, Mo, Ba y Ag.
148
5. MATERIALES Y EQUIPO.
5.1 Espectrofotómetro de absorción atómica.
5.2 Quemador.
5.3 MicroPipetas con capacidades dentro del rango de 5 a 100 ul. Puntas para micopipetas.
Pipetas clase A con capacidades mayores a 1 ml.
5.4 Válvulas de reducción de presión para mantener el suministro de combustible y oxidante
a presiones ligeramente más altas que la presión de operación controlada del
instrumento.
5.5 Cristalería. Todos los contenedores de vidrio, polipropileno o teflón, incluyendo botellas,
matraces y pipetas deben ser lavados siguiendo esta secuencia: Detergente, agua, ácido
nítrico 1:1, agua, ácido clorhídrico 1:1, agua y agua grado reactivo. Mezcla crómica no
debe ser usada como agente de limpieza para la cristalería si el cromo está incluido
dentro del esquema analítico.
5.6 Lámpara de cátodo hueco para sodio.
5.7 Longitud de onda: 589.6 nm.
5.8 Combustible: acetileno.
5.9 Oxidante: aire.
5.10 Tipo de flama: oxidante.
149
6. REACTIVOS.
Sustancias químicas grado reactivo deben ser usadas en todas las pruebas, a menos de que se
indique lo contrario, se requiere que todos los reactivos cumplan con las especificaciones de la
ACS.
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
Agua grado reactivo. Todas las referencias al agua en este método se refieren a agua grado
reactivo. El agua grado reactivo tendrá una calidad de al menos 16 Mega ohm.
Ácido nítrico concentrado, grado absorción atómica. Preparar una dilución 1:1 con agua mediante
la adición de ácido concentrado a un volumen igual de agua.
Ácido clorhídrico (1:1). Utilizar ácido grado absorción atómica y preparar una dilución 1:1 con agua
mediante la adición de ácido concentrado a un volumen igual de agua.
Combustible y oxidante. Es deseable utilizar acetileno de alta pureza. El aire puede ser
suministrado a partir de una línea de aire comprimido, un compresor de laboratorio o un cilindro de
aire comprimido, debiendo ser limpio y seco. El óxido nitroso puede ser también requerido para
ciertas determinaciones. Si se va a trabajar con horno de grafito es necesario utilizar argón y
nitrógeno estándar disponibles comercialmente.
Solución stock: Disolver 2.542 g de cloruro de sodio (NaCl grado analítico) en agua tipo II,
acidificar con 10 ml de HNO3 re-destilado y diluir a un litro con agua tipo II.
Preparar diluciones de la solución stock a ser usada como estándares de calibración en el
momento del análisis. Los estándares de calibración deben ser preparados utilizando el mismo tipo
de ácido.
Para obtener mejores resultados es necesario que los estándares sean preparados frescos por
cada lote de muestras que serán analizadas. Preparar un blanco y al menos tres estándares de
calibración en cantidades graduadas dentro del rango apropiado de la parte lineal de la curva.
Los estándares de calibración deben ser preparados utilizando el mismo tipo de ácido o
combinación de ácidos que fueron usados en las muestras. Iniciando con el blanco y terminando
con el estándar de concentración más alta, aspirar las soluciones y registrar las lecturas.
7. PROCEDIMIENTO.
El analista debe seguir las instrucciones de operación del fabricante para un instrumento en particular. En
general, después de escoger la lámpara apropiada para el análisis, permitir que la lámpara se caliente
durante 15 minutos. Durante este periodo, alinear el instrumento posicionando el monocromador a la longitud
de onda correcta. Subsecuentemente encender la flama y regular el flujo de combustible y oxidante. Ajustar el
quemador y la velocidad de flujo del nebulizador para obtener el máximo porcentaje de absorción y
estabilidad. Balancear el fotómetro. Correr una serie de estándares del elemento que será analizado.
Construir una curva de calibración graficando la concentración de los estándares vs las absorbancias. Aspirar
las muestras y determinar sus concentraciones ya sea directamente o a partir de la curva de calibración.
150
8. ESPECIFICACIONES DEL METODO
8.1 Las especificaciones son:
Rango de concentración optima: 0.03 a 1.0 mg/l con una longitud de onda de 589.6 nm.
Sensibilidad: 0.015 mg/l.
Límite de detección: 0.002 mg/l.
9. REFERENCIAS
Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes, EPA-600/4-82-055, December 1982, Method
273.1.
151
DETERMINACION DE POTASIO POR ABSORCION ATOMICA, ASPIRACION DIRECTA (METODO EPA
7610)
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
PROPÓSITO
ALCANCES
RESUMEN DEL METODO
INTERFERENCIAS
MATERIALES Y EQUIPOS
REACTIVOS
PROCEDIMIENTO
ESPECIFICACIÓN DEL METODO
REFERENCIAS
152
DETERMINACION DE POTASIO POR ABSORCION ATOMICA, ASPIRACION DIRECTA (METODO EPA
7610)
1. PROPÓSITO.
El propósito de este procedimiento estándar de operación consiste en proporcionar una guía consistente para
la determinación de potasio en muestras de depositación.
2. ALCANCES.
Este método es simple, rápido y aplicable a un gran número de metales presentes en agua
potable, aguas superficiales, agua salada, aguas residuales industriales y de tipo doméstico,
aguas naturales como agua de lluvia, etc. Mientras que el agua potable libre de materia
particulada puede ser analizada directamente, las aguas subterráneas y otras muestras acuosas,
extractos, muestras de suelos, sedimentos, lodos, etc; requieren de una digestión previa al
análisis tanto para metales disueltos como para metales totales.
3. RESUMEN DEL METODO.
A pesar de que se han reportado algunos métodos para el análisis de sólidos por
espectrofotometría de absorción atómica, esta técnica está limitada al análisis de metales en
solución o solubilizados a través de algún método de procesamiento de la muestra como puede
ser la digestión húmeda o seca.
Un tratamiento preliminar de muestras de aguas de desecho, agua subterránea, aguas naturales,
extractos o desechos industriales, es siempre necesario a causa de la complejidad y variabilidad de
la matriz de la muestra. Todas estas muestras deben estar sujetas a un proceso de solubilización
antes de su análisis. Este proceso puede variar dependiendo de la naturaleza de los metales
presentes en la muestra. En el procedimiento de aspiración directa, la muestra es aspirada y
atomizada en una flama. Un haz de luz a través de una lámpara de cátodo hueco es dirigido hacia
la flama a través de un monocromador y de ahí a un detector que mide la cantidad de luz
absorbida. La absorción depende de la presencia de átomos libres en estado basal no excitados en
la flama. A causa de que la longitud de onda del haz de luz es característico del metal que está
siendo determinado, la energía de la luz absorbida por la flama es una medida de la concentración
del metal en la muestra.
153
4. INTERFERENCIAS
La mayoría de las interferencias en espectrofotometría de absorción atómica son de tipo
“químico” y son causadas por la falta de absorción de átomos en una combinación molecular en la
flama.
Este fenómeno puede ocurrir cuando la flama no está lo suficientemente caliente para disociar a la
molécula, como en el caso de la interferencia de fosfato con magnesio, o cuando el átomo
disociado es inmediatamente oxidado a un compuesto que no se disociará más a la temperatura
de la flama.
154
La adición de lantano evita la interferencia de fosfato con magnesio, calcio, y bario. De manera
similar, la interferencia de sílica en la determinación de manganeso puede ser eliminada mediante
la adición de calcio.
La presencia de gran cantidad de sólidos disueltos en la muestra puede resultar en una
interferencia de absorbancia no atómica tal como la dispersión de luz. Preferentemente, las
muestras con una gran cantidad de sólidos deben de ser extraídas.
Las interferencias de ionización ocurren cuando la temperatura de la flama es lo suficientemente
alta para generar la remoción de un electrón de un átomo neutro, dando un ión cargado
positivamente. Este tipo de interferencia puede ser controlada mediante la adición tanto a los
estándares como a las muestras de un exceso de un elemento fácilmente ionizable tal como K, Na,
Li o Cs.
La interferencia espectral puede ocurrir cuando la longitud de onda de un elemento presente en la
muestra que no está siendo determinado cae dentro de la banda de absorción del elemento de
interés. Los resultados de la determinación serán erróneamente altos debido a la contribución del
elemento que está interfiriendo con la señal de absorción atómica. La viscosidad de las muestras y
de los estándares también debe ser monitoreada, ya que la diferencia de viscosidad puede
interferir con la tasa de aspiración.No todos los metales son igualmente estables en la muestra
digerida, especialmente si contiene sólo ácido nítrico. La muestra digerida debe ser analizada lo
más pronto posible, dando preferencia a Sn, Sb, Mo, Ba y Ag. En aire-acetileno, el potasio puede
experimentar una ionización parcial, que afecta indirectamente la sensibilidad de la absorción. La
presencia de otras sales alcalinas en la muestra puede reducir esta ionización y por lo tanto,
mejorar los resultados. El efecto supresivo de la ionización del sodio es pequeño si la razón Na a K
está por debajo de 10.
5. MATERIALES Y EQUIPO.
a. Espectrofotómetro de absorción atómica.
b. Quemador.
c. MicroPipetas con capacidades dentro del rango de 5 a 100 ul. Puntas para
micopipetas. Pipetas clase A con capacidades mayores a 1 ml.
d. Válvulas de reducción de presión para mantener el suministro de combustible y
oxidante a presiones ligeramente más altas que la presión de operación
controlada del instrumento.
e. Cristalería. Todos los contenedores de vidrio, polipropileno o teflón, incluyendo
botellas, matraces y pipetas deben ser lavados siguiendo esta secuencia:
Detergente, agua, ácido nítrico 1:1, agua, ácido clorhídrico 1:1, agua y agua grado
reactivo. Mezcla crómica no debe ser usada como agente de limpieza para la
cristalería si el cromo está incluido dentro del esquema analítico.
f. Lámpara de cátodo hueco para potasio.
g. Longitud de onda: 766.5 nm.
155
h. Combustible: acetileno.
i. Oxidante: Aire.
j. Tipo de flama: Ligeramente oxidante.
6. REACTIVOS.
Sustancias químicas grado reactivo deben ser usadas en todas las pruebas, a menos de que se
indique lo contrario, se requiere que todos los reactivos cumplan con las especificaciones de la
ACS.
a. Agua grado reactivo. Todas las referencias al agua en este método se refieren a agua grado
reactivo. El agua grado reactivo tendrá una calidad de al menos 16 Mega ohm.
b. Ácido nítrico concentrado, grado absorción atómica. Preparar una dilución 1:1 con agua
mediante la adición de ácido concentrado a un volumen igual de agua.
c. Ácido clorhídrico (1:1). Utilizar ácido grado absorción atómica y preparar una dilución 1:1
con agua mediante la adición de ácido concentrado a un volumen igual de agua.
d. Combustible y oxidante. Es deseable utilizar acetileno de alta pureza. El aire puede ser
suministrado a partir de una línea de aire comprimido, un compresor de laboratorio o un
cilindro de aire comprimido, debiendo ser limpio y seco. El óxido nitroso puede ser también
requerido para ciertas determinaciones. Si se va a trabajar con horno de grafito es
necesario utilizar argón y nitrógeno estándar disponibles comercialmente.
e. Solución stock: Disolver 1.907 g de cloruro de potasio (KCl grado analítico), secado a 110
ºC en agua tipo II y diluir a un litro con agua tipo II.
f. Preparar diluciones de la solución stock a ser usada como estándares de calibración en el
momento del análisis. Los estándares de calibración deben ser preparados utilizando el
mismo tipo de ácido.
g. Para obtener mejores resultados es necesario que los estándares sean preparados frescos
por cada lote de muestras que serán analizadas. Preparar un blanco y al menos tres
estándares de calibración en cantidades graduadas dentro del rango apropiado de la parte
lineal de la curva.
h. Los estándares de calibración deben ser preparados utilizando el mismo tipo de ácido o
combinación de ácidos que fueron usados en las muestras. Iniciando con el blanco y
terminando con el estándar de concentración más alta, aspirar las soluciones y registrar las
lecturas.
156
7. PROCEDIMIENTO.
El analista debe seguir las instrucciones de operación del fabricante para un instrumento en particular. En
general, después de escoger la lámpara apropiada para el análisis, permitir que la lámpara se caliente
durante 15 minutos. Durante este periodo, alinear el instrumento posicionando el monocromador a la longitud
de onda correcta. Subsecuentemente encender la flama y regular el flujo de combustible y oxidante.
Ajustar el quemador y la velocidad de flujo del nebulizador para obtener el máximo porcentaje de absorción y
estabilidad. Balancear el fotómetro. Correr una serie de estándares del elemento que será analizado.
Construir una curva de calibración graficando la concentración de los estándares vs las absorbancias. Aspirar
las muestras y determinar sus concentraciones ya sea directamente o a partir de la curva de calibración.
8. ESPECIFICACIONES DEL METODO
a. Las especificaciones son:
Rango de concentración optima: 0.1 a 2 mg/l con una longitud de onda de 766.5 nm.
Sensibilidad: 0.04 mg/l.
Límite de detección: 0.01 mg/l.
9. REFERENCIAS
Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes, EPA-600/4-82-055, December 1982, Method
258.1.
157
DETERMINACION DE CALCIO POR ABSORCION ATOMICA, ASPIRACION DIRECTA (METODO EPA
7140)
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
PROPÓSITO
ALCANCES
RESUMEN DEL METODO
INTERFERENCIAS
MATERIALES Y EQUIPO
REACTIVOS
PROCEDIMIENTO
ESPECIFICACIONES DEL METODO
REFERENCIAS
158
DETERMINACION DE CALCIO POR ABSORCION ATOMICA, ASPIRACION DIRECTA (METODO EPA
7140)
1. PROPÓSITO.
El propósito de este procedimiento estándar de operación consiste en proporcionar una guía consistente para
la determinación de calcio en muestras de depositación.
2. ALCANCES.
Este método es simple, rápido y aplicable a un gran número de metales presentes en agua
potable, aguas superficiales, agua salada, aguas residuales industriales y de tipo doméstico,
aguas naturales como agua de lluvia, etc. Mientras que el agua potable libre de materia
particulada puede ser analizada directamente, las aguas subterráneas y otras muestras acuosas,
extractos, muestras de suelos, sedimentos, lodos, etc; requieren de una digestión previa al
análisis tanto para metales disueltos como para metales totales.
3. RESUMEN DEL METODO.
A pesar de que se han reportado algunos métodos para el análisis de sólidos por
espectrofotometría de absorción atómica, esta técnica está limitada al análisis de metales en
solución o solubilizados a través de algún método de procesamiento de la muestra como puede
ser la digestión húmeda o seca.
Un tratamiento preliminar de muestras de aguas de desecho, agua subterránea, aguas naturales,
extractos o desechos industriales, es siempre necesario a causa de la complejidad y variabilidad de
la matriz de la muestra. Todas estas muestras deben estar sujetas a un proceso de solubilización
antes de su análisis. Este proceso puede variar dependiendo de la naturaleza de los metales
presentes en la muestra. En el procedimiento de aspiración directa, la muestra es aspirada y
atomizada en una flama. Un haz de luz a través de una lámpara de cátodo hueco es dirigido hacia
la flama a través de un monocromador y de ahí a un detector que mide la cantidad de luz
absorbida. La absorción depende de la presencia de átomos libres en estado basal no excitados en
159
la flama. A causa de que la longitud de onda del haz de luz es característico del metal que está
siendo determinado, la energía de la luz absorbida por la flama es una medida de la concentración
del metal en la muestra.
4. INTERFERENCIAS
La mayoría de las interferencias en espectrofotometría de absorción atómica son de tipo
“químico” y son causadas por la falta de absorción de átomos en una combinación molecular en la
flama.
160
Este fenómeno puede ocurrir cuando la flama no está lo suficientemente caliente para disociar a la
molécula, como en el caso de la interferencia de fosfato con magnesio, o cuando el átomo
disociado es inmediatamente oxidado a un compuesto que no se disociará más a la temperatura
de la flama.
Todos los elementos que forman oxi-aniones estables (P, B, Si, Cr, S, V, Ti, Al, etc) complejarán al
calcio e interferirán a menos de que se añada óxido de lantano. La adición de lantano rara vez
representa un problema a causa de que las muestras ambientales contienen suficiente calcio para
requerir dilución y poder entrar en el rango lineal de este método.
PO , SO , y Al interfieren con calcio. Altas concentraciones de Mg, Na, y K interfieren.
La presencia de gran cantidad de sólidos disueltos en la muestra puede resultar en una
interferencia de absorbancia no atómica tal como la dispersión de luz. Preferentemente, las
muestras con una gran cantidad de sólidos deben de ser extraídas.
Las interferencias de ionización ocurren cuando la temperatura de la flama es lo suficientemente
alta para generar la remoción de un electrón de un átomo neutro, dando un ión cargado
positivamente. Este tipo de interferencia puede ser controlada mediante la adición tanto a los
estándares como a las muestras de un exceso de un elemento fácilmente ionizable tal como K, Na,
Li o Cs.
La interferencia espectral puede ocurrir cuando la longitud de onda de un elemento presente en la
muestra que no está siendo determinado cae dentro de la banda de absorción del elemento de
interés. Los resultados de la determinación serán erróneamente altos debido a la contribución del
elemento que está interfiriendo con la señal de absorción atómica.
La viscosidad de las muestras y de los estándares también debe ser monitoreada, ya que la
diferencia de viscosidad puede interferir con la tasa de aspiración.
No todos los metales son igualmente estables en la muestra digerida, especialmente si contiene
sólo ácido nítrico. La muestra digerida debe ser analizada lo más pronto posible, dando
preferencia a Sn, Sb, Mo, Ba y Ag.
5. MATERIALES Y EQUIPO.
a. Espectrofotómetro de absorción atómica.
b. Quemador.
c. MicroPipetas con capacidades dentro del rango de 5 a 100 ul. Puntas para
micopipetas. Pipetas clase A con capacidades mayores a 1 ml.
d. Válvulas de reducción de presión para mantener el suministro de combustible y
oxidante a presiones ligeramente más altas que la presión de operación
controlada del instrumento.
161
e. Cristalería. Todos los contenedores de vidrio, polipropileno o teflón, incluyendo
botellas, matraces y pipetas deben ser lavados siguiendo esta secuencia:
Detergente, agua, ácido nítrico 1:1, agua, ácido clorhídrico 1:1, agua y agua grado
reactivo.
162
Mezcla crómica no debe ser usada como agente de limpieza para la cristalería si el
cromo está incluido dentro del esquema analítico.
f. Lámpara de cátodo hueco para calcio.
g. Longitud de onda: 422.7 nm.
h. Combustible: acetileno.
i. Oxidante: óxido nitroso.
j. Tipo de flama: Estequiométrica.
6. REACTIVOS.
Sustancias químicas grado reactivo deben ser usadas en todas las pruebas, a menos de que se
indique lo contrario, se requiere que todos los reactivos cumplan con las especificaciones de la
ACS.
a. Agua grado reactivo. Todas las referencias al agua en este método se refieren a agua grado
reactivo. El agua grado reactivo tendrá una calidad de al menos 16 Mega ohm.
b. Ácido nítrico concentrado, grado absorción atómica. Preparar una dilución 1:1 con agua
mediante la adición de ácido concentrado a un volumen igual de agua.
c. Ácido clorhídrico (1:1). Utilizar ácido grado absorción atómica y preparar una dilución 1:1
con agua mediante la adición de ácido concentrado a un volumen igual de agua.
d. Combustible y oxidante. Es deseable utilizar acetileno de alta pureza. El aire puede ser
suministrado a partir de una línea de aire comprimido, un compresor de laboratorio o un
cilindro de aire comprimido, debiendo ser limpio y seco. El óxido nitroso puede ser también
requerido para ciertas determinaciones. Si se va a trabajar con horno de grafito es
necesario utilizar argón y nitrógeno estándar disponibles comercialmente.
e. Solución stock: Suspender 2.5 g de CaCO3 (grado analítico, secado durante 1 hora a 180
ºC) en agua tipo II y disolver añadiendo una cantidad mínima de HCl diluido. Diluir a un litro
con agua tipo II.
f. Preparar diluciones de la solución stock a ser usada como estándares de calibración en el
momento del análisis. Los estándares de calibración deben ser preparados utilizando el
mismo tipo de ácido, incluyendo la adición de 1 ml de óxido de lantano por cada 10 ml de
muestra o solución estándar.
g. Solución de cloruro de lantano: Disolver 29 g de óxido de lantano en 250 ml de HCl
concentrado y diluir a 500 ml con agua tipo II. Se debe tener precaución en esta etapa ya
que la reacción puede ser violenta.
h. Para obtener mejores resultados es necesario que los estándares sean preparados frescos
por cada lote de muestras que serán analizadas. Preparar un blanco y al menos tres
estándares de calibración en cantidades graduadas dentro del rango apropiado de la parte
lineal de la curva.
i. Los estándares de calibración deben ser preparados utilizando el mismo tipo de ácido o
combinación de ácidos que fueron usados en las muestras. Iniciando con el blanco y
terminando con el estándar de concentración más alta, aspirar las soluciones y registrar las
lecturas.
163
7. PROCEDIMIENTO.
El analista debe seguir las instrucciones de operación del fabricante para un instrumento en particular. En
general, después de escoger la lámpara apropiada para el análisis, permitir que la lámpara se caliente
durante 15 minutos. Durante este periodo, alinear el instrumento posicionando el monocromador a la longitud
de onda correcta. Subsecuentemente encender la flama y regular el flujo de combustible y oxidante. Ajustar el
quemador y la velocidad de flujo del nebulizador para obtener el máximo porcentaje de absorción y
estabilidad. Balancear el fotómetro. Correr una serie de estándares del elemento que será analizado.
Construir una curva de calibración graficando la concentración de los estándares vs las absorbancias. Aspirar
las muestras y determinar sus concentraciones ya sea directamente o a partir de la curva de calibración.
8. ESPECIFICACIONES DEL METODO
a. Las especificaciones son:
Rango de concentración optima: 0.2 a 7.0 mg/l con una longitud de onda de 422.7 nm.
Sensibilidad: 0.08 mg/l.
Límite de detección: 0.01 mg/l.
9. REFERENCIAS
Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes, EPA-600/4-82-055, December 1982, Method 215.1.
164
DETERMINACION DE MAGNESIO POR ABSORCION ATOMICA, ASPIRACION DIRECTA (METODO EPA
7450)
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
PROPÓSITO
ALCANCES
RESUMEN DEL METODO
INTERFERENCIAS
MATERIALES Y EQUIPOS
REACTIVOS
PROCEDIMIENTO
ESPECIFICACIONES DEL METODO
REFERENCIAS
165
DETERMINACION DE MAGNESIO POR ABSORCION ATOMICA, ASPIRACION DIRECTA (METODO
EPA 7450)
1. PROPÓSITO.
El propósito de este procedimiento estándar de operación consiste en proporcionar una guía consistente para
la determinación de magnesio en muestras de depositación.
2. ALCANCES.
Este método es simple, rápido y aplicable a un gran número de metales presentes en agua
potable, aguas superficiales, agua salada, aguas residuales industriales y de tipo doméstico,
aguas naturales como agua de lluvia, etc. Mientras que el agua potable libre de materia
particulada puede ser analizada directamente, las aguas subterráneas y otras muestras acuosas,
extractos, muestras de suelos, sedimentos, lodos, etc; requieren de una digestión previa al
análisis tanto para metales disueltos como para metales totales.
3. RESUMEN DEL METODO.
A pesar de que se han reportado algunos métodos para el análisis de sólidos por
espectrofotometría de absorción atómica, esta técnica está limitada al análisis de metales en
solución o solubilizados a través de algún método de procesamiento de la muestra como puede
ser la digestión húmeda o seca.
Un tratamiento preliminar de muestras de aguas de desecho, agua subterránea, aguas naturales,
extractos o desechos industriales, es siempre necesario a causa de la complejidad y variabilidad de
la matriz de la muestra. Todas estas muestras deben estar sujetas a un proceso de solubilización
antes de su análisis. Este proceso puede variar dependiendo de la naturaleza de los metales
presentes en la muestra. En el procedimiento de aspiración directa, la muestra es aspirada y
atomizada en una flama. Un haz de luz a través de una lámpara de cátodo hueco es dirigido hacia
la flama a través de un monocromador y de ahí a un detector que mide la cantidad de luz
absorbida. La absorción depende de la presencia de átomos libres en estado basal no excitados en
166
la flama. A causa de que la longitud de onda del haz de luz es característico del metal que está
siendo determinado, la energía de la luz absorbida por la flama es una medida de la concentración
del metal en la muestra.
4. INTERFERENCIAS
La mayoría de las interferencias en espectrofotometría de absorción atómica son de tipo
“químico” y son causadas por la falta de absorción de átomos en una combinación molecular en la
flama.
167
Este fenómeno puede ocurrir cuando la flama no está lo suficientemente caliente para disociar a la
molécula, como en el caso de la interferencia de fosfato con magnesio, o cuando el átomo
disociado es inmediatamente oxidado a un compuesto que no se disociará más a la temperatura
de la flama.
Todos los elementos que forman oxi-aniones estables (P, B, Si, Cr, S, V, Ti, Al, etc) complejarán al
magnesio e interferirán a menos de que se añada óxido de lantano. La adición de lantano rara vez
representa un problema a causa de que las muestras ambientales contienen suficiente magnesio
para requerir dilución y poder entrar en el rango lineal de este método.
La presencia de gran cantidad de sólidos disueltos en la muestra puede resultar en una
interferencia de absorbancia no atómica tal como la dispersión de luz. Preferentemente, las
muestras con una gran cantidad de sólidos deben de ser extraídas.
Las interferencias de ionización ocurren cuando la temperatura de la flama es lo suficientemente
alta para generar la remoción de un electrón de un átomo neutro, dando un ión cargado
positivamente. Este tipo de interferencia puede ser controlada mediante la adición tanto a los
estándares como a las muestras de un exceso de un elemento fácilmente ionizable tal como K, Na,
Li o Cs.
La interferencia espectral puede ocurrir cuando la longitud de onda de un elemento presente en la
muestra que no está siendo determinado cae dentro de la banda de absorción del elemento de
interés. Los resultados de la determinación serán erróneamente altos debido a la contribución del
elemento que está interfiriendo con la señal de absorción atómica.
La viscosidad de las muestras y de los estándares también debe ser monitoreada, ya que la
diferencia de viscosidad puede interferir con la tasa de aspiración.
No todos los metales son igualmente estables en la muestra digerida, especialmente si contiene
sólo ácido nítrico. La muestra digerida debe ser analizada lo más pronto posible, dando
preferencia a Sn, Sb, Mo, Ba y Ag.
5. MATERIALES Y EQUIPO.
a. Espectrofotómetro de absorción atómica.
b. Quemador.
c. MicroPipetas con capacidades dentro del rango de 5 a 100 ul. Puntas para
micopipetas. Pipetas clase A con capacidades mayores a 1 ml.
d. Válvulas de reducción de presión para mantener el suministro de combustible y
oxidante a presiones ligeramente más altas que la presión de operación
controlada del instrumento.
e. Cristalería. Todos los contenedores de vidrio, polipropileno o teflón, incluyendo
botellas, matraces y pipetas deben ser lavados siguiendo esta secuencia:
Detergente, agua, ácido nítrico 1:1, agua, ácido clorhídrico 1:1, agua y agua grado
168
reactivo. Mezcla crómica no debe ser usada como agente de limpieza para la
cristalería si el cromo está incluido dentro del esquema analítico.
169
f.
g.
h.
i.
j.
Lámpara de cátodo hueco para magnesio.
Longitud de onda: 285.2 nm.
Combustible: acetileno.
Oxidante: Aire.
Tipo de flama: Ligeramente oxidante.
6. REACTIVOS.
Sustancias químicas grado reactivo deben ser usadas en todas las pruebas, a menos de que se
indique lo contrario, se requiere que todos los reactivos cumplan con las especificaciones de la
ACS.
a. Agua grado reactivo. Todas las referencias al agua en este método se refieren a agua grado
reactivo. El agua grado reactivo tendrá una calidad de al menos 16 Mega ohm.
b. Ácido nítrico concentrado, grado absorción atómica. Preparar una dilución 1:1 con agua
mediante la adición de ácido concentrado a un volumen igual de agua.
c. Ácido clorhídrico (1:1). Utilizar ácido grado absorción atómica y preparar una dilución 1:1
con agua mediante la adición de ácido concentrado a un volumen igual de agua.
d. Combustible y oxidante. Es deseable utilizar acetileno de alta pureza. El aire puede ser
suministrado a partir de una línea de aire comprimido, un compresor de laboratorio o un
cilindro de aire comprimido, debiendo ser limpio y seco. El óxido nitroso puede ser también
requerido para ciertas determinaciones. Si se va a trabajar con horno de grafito es
necesario utilizar argón y nitrógeno estándar disponibles comercialmente.
e. Solución stock: Disolver 1 g de magnesio metálico (grado analítico) en 20 ml de HNO3 1:1
y diluir a un litro con agua tipo II.
f. Preparar diluciones de la solución stock a ser usada como estándares de calibración en el
momento del análisis. Los estándares de calibración deben ser preparados utilizando el
mismo tipo de ácido, incluyendo la adición de 1 ml de óxido de lantano por cada 10 ml de
muestra o solución estándar.
g. Solución de cloruro de lantano: Disolver 29 g de óxido de lantano en 250 ml de HCl
concentrado y diluir a 500 ml con agua tipo II. Se debe tener precaución en esta etapa ya
que la reacción puede ser violenta.
h. Para obtener mejores resultados es necesario que los estándares sean preparados frescos
por cada lote de muestras que serán analizadas. Preparar un blanco y al menos tres
estándares de calibración en cantidades graduadas dentro del rango apropiado de la parte
lineal de la curva.
i. Los estándares de calibración deben ser preparados utilizando el mismo tipo de ácido o
combinación de ácidos que fueron usados en las muestras. Iniciando con el blanco y
terminando con el estándar de concentración más alta, aspirar las soluciones y registrar las
lecturas.
170
7. PROCEDIMIENTO.
El analista debe seguir las instrucciones de operación del fabricante para un instrumento en particular. En
general, después de escoger la lámpara apropiada para el análisis, permitir que la lámpara se caliente
durante 15 minutos. Durante este periodo, alinear el instrumento posicionando el monocromador a la longitud
de onda correcta. Subsecuentemente encender la flama y regular el flujo de combustible y oxidante. Ajustar el
quemador y la velocidad de flujo del nebulizador para obtener el máximo porcentaje de absorción y
estabilidad. Balancear el fotómetro. Correr una serie de estándares del elemento que será analizado.
Construir una curva de calibración graficando la concentración de los estándares vs las absorbancias. Aspirar
las muestras y determinar sus concentraciones ya sea directamente o a partir de la curva de calibración.
8. ESPECIFICACIONES DEL METODO
Las especificaciones son:
Rango de concentración optima: 0.02 a 0.05 mg/l con una longitud de onda de 285.2 nm.
Sensibilidad: 0.007 mg/l.
Límite de detección: 0.001 mg/l.
9. REFERENCIAS
Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes, EPA-600/4-82-055, December 1982, Method
242.1.
171
DETERMINACIÓN DE N-NH3 MEDIANTE EL METODO DEL FENATO (COLORIMETRIA)
CONTENIDO
1. PROPOSITO
2. ALCANCES
3. RESUMEN DEL METODO
4. MATERIALES Y EQUIPO
5. REACTIVOS
6. PROCEDIMIENTO
7. CALCULOS
8. REFERENCIAS
172
DETERMINACIÓN DE N-NH3 MEDIANTE EL METODO DEL FENATO (COLORIMETRIA)
1. PROPOSITO
Este procedimiento estándar de laboratorio tiene como objetivo proporcionar una guía para la
determinación de nitrógeno amoniacal en muestras acuosas y extractos de depositación
atmosférica.
2. ALCANCES
El método de la sal de fenol tiene una sensibilidad de 10 μg N-NH3 / l y es útil hasta 500 μg N-NH3 /
l. Si la alcalinidad supera los 500 mg CaCO3 /l es necesario la destilación previa. El procedimiento
de destilación y titulación se emplea cuando las concentraciones son mayores a 5 mg/l de N-NH3.
3. RESUMEN DEL METODO
Fenol alcalino e hipoclorito reaccionan con amoníaco para formar indofenol azul, cuya intensidad
de color es proporcional a la concentración de amoníaco, que se determina por colorimetría a una
longitud de onda de 630 nm. Con este método se puede determinar N-NH3 en agua en el intervalo
de concentraciones de 0.02 a 0.5 mg/l.
4. MATERIALES Y EQUIPO
Espectrofotómetro para uso a 630 nm, con recorrido de luz de 1 cm.
Agitador magnético.
Vasos de precipitado.
Matraces aforados.
Pipetas.
Micropipetas.
Puntas para micropipetas.
Celdas para espectrofotómetro.
Agitadores.
Espátulas.
Vidrio de reloj.
Balanza analítica.
Potenciómetro.
Botellas de vidrio.
173
1. REACTIVOS
1.1 Agua exenta de amonio.
1.2 Reactivo de acido hipocloroso: Añadir 40 ml de solución de NaOCl al 5% preparada a
partir de lejía comercial a 40 ml de agua tipo II. Ajustar el pH a 6.5-7.0 con HCl. Este
reactivo debe prepararse semanalmente.
1.3 Solución de sulfato manganoso 0.003 M: Disolver 50 ml de MnSO4.H2O en 100 ml de agua
tipo II.
1.4 Reactivo de sal de fenol: Disolver 2.5 de NaOH y 10 g de fenol en 100 ml de agua tipo II.
Preparar cada semana por que se oscurece con el tiempo.
NOTA: Se debe tener
precaución con el manejo del fenol.
1.5 Solución madre de amonio: Disolver 381.9 mg de NH4Cl anhidro (secado a 100 °C) en
agua y diluir con agua tipo II a 1000 ml.
1.6 Solución patrón de amonio: Diluir 5 ml de solución madre de amonio a 1000 ml con agua
tipo II. 1 ml = 0.5 μg N = 0.607 μg NH3.
2. PROCEDIMIENTO
2.1 tratamiento de la muestra: Añadir una gota de solución de sulfato manganoso a una
muestra de 10 ml en un vaso de precipitados de 50 ml. Poner sobre un agitador
magnético y añadir 0.5 ml de reactivo de ácido hipocloroso. Añadir inmediatamente,
gota a gota, 0.6 ml de reactivo de sal de fenol. Agitar enérgicamente durante la adición
de los reactivos. Dado la antigüedad de los reactivos afecta la intensidad del color, se
debe preparar un blanco y un patrón por cada lote de muestra. Medir la absorbancia
utilizando un blanco de reactivos para ajustar el cero del espectrofotómetro. La
formación del color es completa después de 10 minutos y permanece estable durante 24
horas. A pesar de que el color azul tiene un máximo de absorbancia a 630 nm, es posible
realizar determinaciones satisfactorias en la región de 600 a 660 nm.
2.2 Preparación de patrones: preparar una curva de calibración en el rango de 0.1 a 5 μg NNH3/L, tratando los patrones exactamente que las muestras.
174
3. CALCULOS
mg N-NH3/L = ABD / (CSE)
donde:
A = Absorbancia de la muestra.
B = N-NH3 en el patrón (μg).
C = Absorbancia del patrón
D = Volumen del destilado total en ml, incluyendo el adsorbente ácido, agente neutralizante, y
agua exenta de amoniaco añadida.
E = Volumen destilado en ml, usando para el desarrollo del color.
S = Volumen de muestra usado.
La relación D/E sólo aplica para muestras destiladas.
4. REFERENCIAS
Standard methons for the examination of water and wastewater, American Water Wors
Associatrion. American Public Healthe Association 17 th. Edition Section 4500. pp 4-136 and 4-137.
175