nmx-aa-004-scfi-2000 análisis de agua
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NMX-AA-004-SCFI-2000 CDU: 631.879 CANCELA A LA NMX-AA-004-1977 DGN ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS SEDIMENTABLES EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-004-1977) WATER ANALYSIS - DETERMINATION OF SETTLEABLE SOLIDS IN NATURAL, WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED - TEST METHOD 0 INTRODUCCIÓN Las aguas naturales, residuales o residuales tratadas con altos contenidos de sólidos sedimentables no pueden ser utilizadas en forma directa por las industrias o las plantas potabilizadoras. De ello se deriva el interés por determinar en forma cuantitativa este parámetro. 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma mexicana establece el método de prueba para la determinación de sólidos sedimentables en aguas naturales, residuales y residuales tratadas. 2 PRINCIPIO La materia sedimentable se define como la cantidad de sólidos que en un tiempo determinado se depositan en el fondo de un recipiente en condiciones estáticas. El método propuesto es volumétrico. 3 DEFINICIONES Para los propósitos de esta norma se establecen las siguientes definiciones: 3.1 Aguas naturales NMX-AA-004-SCFI-2000 2/7 DGN Agua cruda, subterránea, de lluvia, de tormenta, de tormenta residual y superficial. 3.2 Aguas residuales Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, agrícolas, pecuarias, domésticos y similares, así como la mezcla de ellas. 3.3 Bitácora Cuaderno de laboratorio debidamente foliado e identificado, en el cual los analistas anotan todos los datos de los procedimientos que siguen en el análisis de una muestra, así como todas las informaciones pertinentes y relevantes a su trabajo en el laboratorio. Es a partir de dichas bitácoras que los inspectores pueden reconstruir el proceso de análisis de una muestra tiempo después de que se llevó a cabo. 3.4 Descarga Acción de verter, infiltrar o depositar o inyectar aguas residuales a un cuerpo receptor en forma continua, intermitente o fortuita, cuando éste es un bien del dominio público de la Nación. 3.5 Medición Conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una magnitud. 3.6 Muestra compuesta La que resulta de mezclar un número de muestras simples. Para conformar la muestra compuesta, el volumen de cada una de las muestras simples deberá ser proporcional al caudal de la descarga en el momento de su toma. 3.7 Muestra simple La que se tome en el punto de descarga, de manera continua, en día normal de operación que refleje cuantitativa y cualitativamente el o los procesos más representativos de las actividades que generan la descarga, durante el tiempo necesario para completar cuando menos, un volumen suficiente para que se lleven a cabo los análisis necesarios para conocer su composición, aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento de muestreo. 3.8 Parámetro NMX-AA-004-SCFI-2000 3/7 DGN Variable que se utiliza como referencia para determinar la calidad del agua. 3.9 Sedimentación Fenómeno por medio del cual, las partículas sólidas suspendidas contenidas en la muestra líquida se asientan debido a la fuerza de la gravedad. 3.10 Sólidos sedimentables Materiales que se detectan en el fondo de un recipiente debido a la sedimentación de estos. 3.11 Trazabilidad Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas. 4 - MATERIALES Frasco de polietileno o vidrio con un mínimo de capacidad de 1 litro, con tapa; Cono de sedimentación tipo Imhoff de vidrio o plástico; Bases para Conos Imhoof; Agitador largo de vidrio, y Reloj. 5 RECOLECCIÓN, MUESTRAS PRESERVACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE 5.1 Colectar un volumen de muestra homogéneo y representativo superior a 1 L en un frasco de polietileno o vidrio con tapa de boca ancha, teniendo siempre en cuenta que el material en suspensión no debe adherirse a las paredes del recipiente. 5.2 No se recomienda la adición de agentes preservadores. Transportar la muestra y mantenerla a 4°C hasta realizar el análisis. Las muestras deben estar a temperatura ambiente al momento del análisis. NMX-AA-004-SCFI-2000 4/7 DGN 5.3 El tiempo máximo de almacenamiento previo al análisis es de 7 días. Sin embargo, se recomienda realizar el análisis dentro de las 24 h posteriores a su colecta. Las muestras deben estar a temperatura ambiente al momento del análisis. 6 CONTROL DE CALIDAD 6.1 Cada laboratorio que utilice este método está obligado a operar un programa de control de calidad (CC) formal. 6.2 Es obligatorio para el laboratorio mantener los siguientes registros: - Los nombres y títulos de los analistas que ejecutaron los análisis y el encargado de control de calidad que verificó los análisis, y Las bitácoras manuscritas del analista y del equipo en los que se contengan los siguientes datos: a) b) c) d) e) f) g) h) Identificación de la muestra Fecha del análisis Procedimiento cronológico utilizado Cantidad de muestra utilizada Número de muestras de control de calidad analizadas Trazabilidad de las calibraciones de los instrumentos de medición Evidencia de la aceptación o rechazo de los resultados Además el laboratorio debe mantener la información original reportada por los equipos en disquetes o en otros respaldos de información. De tal forma que permita a un evaluador externo reconstruir cada determinación mediante el seguimiento de la información desde la recepción de la muestra hasta el resultado final. 6.3 Cada vez que se adquiera nuevo material volumétrico debe de realizarse la verificación de la calibración de éste tomando una muestra representativa del lote adquirido. 7 PROCEDIMIENTO 7.1 Mezclar la muestra original a fin de asegurar una distribución homogénea de sólidos suspendidos a través de todo el cuerpo del líquido. 7.2 Colocar la muestra bien mezclada en un cono Imhoff hasta la marca de 1 L. Dejar sedimentar 45 min, una vez transcurrido este tiempo agitar NMX-AA-004-SCFI-2000 5/7 DGN suavemente los lados del cono con un agitador o mediante rotación, mantener en reposo 15 min más y registrar el volumen de sólidos sedimentables del cono como mL/L. Si la materia sedimentable contiene bolsas de líquido y/o burbujas de aire entre partículas gruesas, evaluar el volumen de aquellas y restar del volumen de sólidos sedimentados. 7.3 En caso de producirse una separación de materiales sedimentables y flotables, no deben valorarse estos últimos como material sedimentable. 8 CÁLCULOS 8.1 Tomar directamente la lectura de sólidos sedimentables del cono Imhoff. 8.2 Reportar la lectura obtenida en mL/L. 9 INTERFERENCIAS 9.1 Bolsas de líquido y/o burbujas de aire: Algunas veces pueden formarse bolsas de líquido y/o burbujas de aire entre partículas gruesas. Tomar en cuenta el volumen de éstas al hacer la medición. 10 SEGURIDAD 10.1 No ha sido determinada la carcinogenicidad de todos los reactivos con precisión. Por lo que cada sustancia química debe tratarse como peligro potencial a la salud. La exposición a estas sustancias debe reducirse al menor nivel posible. Se sugiere que el laboratorio realice monitoreos de higiene ocupacional de cada reactivo a los que pueda estar expuesto el analista y que dichos resultados se encuentren a su disposición. 10.2 Cuando se trabaje en este método, debe usarse todo el tiempo equipo de seguridad tal como: guantes de látex y bata de laboratorio. 10.3 Este método puede no mencionar todas las precauciones de seguridad asociadas con su uso. El laboratorio es responsable de mantener un ambiente de trabajo seguro y un archivo de las normas de seguridad respecto a la exposición y manejo seguro de las sustancias químicas. Debe tenerse un archivo de referencia de las hojas de información de NMX-AA-004-SCFI-2000 6/7 DGN seguridad el cual debe estar disponible a todo el personal involucrado en estos análisis. 11 MANEJO DE RESIDUOS Es la responsabilidad del laboratorio cumplir con todos los reglamentos federales, estatales y locales referente al manejo de residuos, particularmente las reglas de identificación, almacenamiento y disposición de residuos peligrosos. 11.1 Cada laboratorio debe contemplar dentro de su Programa de Control de Calidad el destino final de los residuos generados durante la determinación. 11.2 Todas las muestras que cumplan con la Norma de descarga a alcantarillado pueden descargarse en el mismo sistema. 12 BIBLIOGRAFÍA NOM-001-ECOL-1996 Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 6 de enero de 1997. NOM-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades de Medida, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 14 de octubre de 1993 NMX-AA-003-1980 Aguas residuales.- Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 25 de marzo de 1980. NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores.- Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 5 de septiembre de 1980. NMX-AA-089/1-1986 Protección al ambiente - Calidad del agua - Vocabulario Parte 1. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 15 de julio de 1986 NMX-AA-115-SCFI-2000 Análisis de agua.- Criterios generales para el control de la calidad de resultados analíticos. NMX-AA-004-SCFI-2000 7/7 DGN NMX-AA-116-SCFI-2000 Análisis de agua - Guía de solicitud para la presentación de métodos alternos. Criterios Ecológicos de Calidad del Agua publicados en el Diario Oficial de la Federación el 13 de diciembre de 1989. 2540 “Solids”, American Public Health Association, “Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater”, American Public Health Association, United States of America, Washington, DC 20005, 19th Edition 1995. pp. 2-53 - 2-58. “Solids”. Enviromental Protection Agency, “Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes”, Environmental Monitoring and Support Laboratory, Office of Research and Development, Cincinnati, Ohio, 1986. 13 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta norma mexicana no es equivalente a ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su elaboración. MÉXICO D.F., A LA DIRECTORA GENERAL DE NORMAS. CARMEN QUINTANILLA MADERO. JADS/AFO/DLR/MRG. NMX-AA-004-SCFI-2000 ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS SEDIMENTABLES EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-004-1977) WATER ANALYSIS - DETERMINATION OF SETTLEABLE SOLIDS IN NATURAL, WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED - TEST METHOD NMX-AA-004-SCFI-2000 DGN PREFACIO En la elaboración de la presente norma mexicana participaron las siguientes empresas e instituciones: - CASA ROCAS, S.A. - CENTRO DE SERVICIOS QUIMICOS DE AGUASCALIENTES - CENTRO NACIONAL DE METROLOGIA - COMISION ESTATAL DE AGUA Y SANEAMIENTO - COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD - COMISION NACIONAL DEL AGUA. - COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN AL AMBIENTE - CORPORACION MEXICANA DE INVESTIGACION EN MATERIALES - FISHER SCIENTIFIC MEXICANA S.A. DE C.V. - GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL. Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica; Dirección General de Normatividad y Apoyo Técnico. - INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. - INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO NMX-AA-004-SCFI-2000 DGN - INSTITUTO TECNOLOGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES Campo Monterrey. - LABORATORIO DE ECOLOGIA INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO DE PEMEX PERFORACION Y MANTENIMIENTO DE POZOS - LABORATORIO DE QUIMICA DEL MEDIO E INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO IDECA, S.A. DE C.V. - LABORATORIO QUIMICO INDUSTRIAL. - LABORATORIOS ABC QUIMICA, INVESTIGACION Y ANALISIS, S.A. DE C.V - MERCK- MÉXICO, S.A. - NOVAMANN, S.A. DE C.V. Laboratorio Control Químico. - PERKIN ELMER DE MEXICO, S.A. - PETROQUÍMICA CANGREJERA, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA MORELOS, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA PAJARITOS, S.A. DE C.V. - PROTECCIÓN AMBIENTAL Y ECOLOGÍA, S.A. DE C.V. NMX-AA-004-SCFI-2000 DGN - SECRETARÍA DE SALUD - SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE, RECURSOS NATURALES Y PESCA Instituto Nacional de Ecología; Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. - SERVICIOS AMBIENTALES MULTIPLES E INGENIERIA, S.A. DE C.V. - SERVICIOS DE INGENIERIA Y CONSULTORIA AMBIENTAL - SISTEMA INTERMUNICIPAL DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA Unidad Azcapotzalco. - UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Química; Instituto de Geofísica; Instituto de Ingeniería. - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO - VARIAN, S.A. DE C.V. ÍNDICE DEL CONTENIDO Número del capítulo Página NMX-AA-004-SCFI-2000 DGN 0 Introducción 1 1 Objetivo y campo de aplicación 1 2 Principio 1 3 Definiciones 1 4 Materiales 3 5 Recolección, preservación y almacenamiento de muestras 3 6 Control de calidad 4 7 Procedimiento 5 8 Cálculos 5 9 Interferencias 5 10 Seguridad 5 11 Manejo de residuos 6 12 Bibliografía 6 13 Concordancia con normas internacionales 7 Regresar. SECRETARIA DE COMERCIO Y FOMENTO INDUSTRIAL NORMA MEXICANA NMX-AA-083-1982 “ANALISIS DE AGUA.- DETERMINACION DE OLOR” “ANALYSIS OF WATER.- DETERMINATION FOR ODOR” DIRECCION GENERAL DE NORMAS NMX-AA-83-1982 PREFACIO En la elaboración de esta norma participaron los siguientes organismos e instituciones - SECRETARIA DE AGRICULTURA Y RECURSOS HIDRAULICOS Dirección general de protección y Ordenación ecológica. - SECRETARIA DE SALUBRIDAD Y ASISTENCIA Departamento de vigilancia de aguas receptoras - DEPARTAMENTO DEL DISTRITO FEDERAL Dirección general de construcción y operación hidráulica - COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD Laboratorio - LABORATORIOS NACIONALES DE FOMENTO INDUSTRIAL Departamento de contaminación - FERTILIZANTES MEXICANOS Subgerencia de investigación. - CAMARA NACIONAL DE LAS INDUSTRIAS DE LA CELULOSA Y DEL PAPEL. - CELANESE MEXICANA S.A. Desarrollo y promoción industrial NMX-AA-83-1982 INDICE 1 OBJETIVO 2 CAMPO DE APLICACION 3 REFERENCIAS 4 RESUMEN DEL METODO 5 DEFINICIONES 6 RECOMENDACIONES 7 APARATOS 8 REACTIVOS Y MATERIALES 7 MUESTREO 10 PRUEBA PRELIMINAR 11 PROCEDIMIENTO 12 CALCULOS 13 INFORME 14 PRECISION Y EXACTITUD 15 BIBLIOGRAFIA 16 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES APENDICE NMX-AA-83-1982 ANALISIS DE AGUA.- DETERMINACION DE OLOR ANALYSIS OF WATER.- DETERMINATION FOR ODOR 1 OBJETIVO 1.1 La presente Norma establece el método para la determinación de olor (que es una propiedad que afecta al sentido del olfato) en agua y un sistema para la clasificación de olores. 1.2 Los efluentes de aguas contaminadas pueden llevar una gran cantidad de compuestos, difíciles de medir individualmente, lo cual contribuye a crear problemas de olor. Las combinaciones de los compuestos pueden causar intensidades de olor o desarrollar características que no pueden ser previstas por los olores de las sustancias individuales. 1.3 Debido a la variación de las sensibilidades humanas, no es posible lograr una gran precisión en la determinación de las intensidades de olor. No siempre habrá concordancia en las características del olor por diferentes métodos. El análisis de olor proporciona una herramienta para medir la variación en intensidad de olor en un punto dado del muestreo. El grado de variación puede indicar la magnitud o importancia de un problema de olor. 2 CAMPO DE APLICACION 2.1 El método es aplicable a aguas naturales y residuales para la determinación de intensidades de olor en términos de índice de intensidad de olor o número umbral de olor. 2.2 PRECAUCION.- Para la aplicación de esta Norma, es muy importante especificar a los analistas el tipo de descarga y sus constituyentes para evitar la posible inhalación de sustancias tóxicas. 2.3 El olor del agua es una propiedad subjetiva con un efecto significativo en su cualidad. Este método intenta proporcionar un procedimiento reproducible para determinar intensidades de olor en aguas para propósitos comparativos o de control. 2.4 El método puede usarse en el control de la calidad de aguas naturales o tratadas, estableciendo la efectividad de los procedimientos de tratamiento, y para determinar fuentes de contaminación o fugas en procesos industriales. 2.5 Los resultados del método dependen de los analistas, ya que la sensibilidad individual al olor es muy variable y cambia de un día a otro, por lo que es muy importante la estandarización de las condiciones. NMX-AA-83-1982 3 REFERENCIAS Esta Norma se complementa con las siguientes Normas mexicanas en vigor: NMX-AA-014 Cuerpos receptores.-Muestreo. NMX-AA-003 Aguas residuales .- Muestreo. NMX-Z-001 Sistema general de unidades de medida- Sistema Internacional de unidades (SI). NMX-BB-014 Clasificación y tamaños nominales para utensilios de vidrio usados en laboratorios. 4 RESUMEN DEL METODO 4.1 Una muestra de agua se diluye con agua libre de olor hasta obtener una dilución que tenga lo que se define como un olor mínimo perceptible. El método se hace por dos o más analistas. Uno hace diluciones y el otro determina las intensidades de olor. Las muestras son analizadas generalmente en orden creciente de concentración del odorante, aunque no en una secuencia consecutiva de diluciones, hasta que el olor es percibido. El analista hace la prueba seleccionando la muestra olorosa entre tres matraces, dos de los cuales contienen agua libre de olor. El olor se mide sin tener en cuenta materia suspendida o materiales inmiscibles en la muestra. Se toma como un hecho el que no existe un valor absoluto de olor y que la prueba se usa como comparación únicamente. La prueba se efectúa a 313 K (40° C). 5 DEFINICIONES 5.1 Indice de intensidad de olor - El número de veces en que la muestra original es bipartida por adición de agua libre de olor, para obtener el mínimo olor perceptible. 5.2 Número umbral de olor - La mayor dilución de la muestra con agua libre de olor, para obtener el mínimo olor perceptible. 6 RECOMENDACIONES 6.1 El área destinada a la determinación debe estar libre de olores interferentes. Un laboratorio ideal, debe tener un cuarto separado, equipado con filtros de carbón activado para controlar el aire y condiciones ambientales de humedad y temperatura constantes. Una humedad relativa del 50% es lo ideal. Una limpieza inodora es absolutamente necesaria. Todo el equipo usado en esta prueba debe estar perfectamente limpio y libre de olores y ser destinado para uso de la determinación de olor únicamente. Toda persona participante en esta determinación debe asearse cara y manos con jabones libres de olor y estar libre de olores de tabaco, cosméticos o cualquier otro olor interferente. NMX-AA-83-1982 No se debe fumar, mascar tabaco o chicle o ingerir alimentos de fuerte olor o sabor 30 minutos antes de la determinación. 6.2 La condición física de los participantes es importante, el analista que efectúa la determinación debe estar libre de cualquier situación que afecte el sentido del olfato. Un uso prolongado del sentido del olfato, causa fatiga olfatoria. Repetidas inhalaciones del mismo olor tienen el mismo efecto, por lo que son necesarias para su recuperación, frecuentes períodos de descanso, de preferencia al aire fresco y libre de olores. Bajo circunstancias ordinarias, un analista no debe trabajar más de 15 minutos sin un descanso para evitar la fatiga olfatoria. Este es un tiempo promedio. Los olores muy fuertes pueden afectar la respuesta del olfato en pocos minutos mientras que aguas de buena calidad pueden ser analizadas por períodos más largos. Si el personal es limitado, los analistas pueden comprobar sus observaciones después de dejar pasar el suficiente tiempo para relajar el sentido del olfato. 6.3 No todas las personas son capaces de llevar a cabo este análisis. Los analistas deben ser rigurosamente seleccionados para obtener la mejor precisión posible, especialmente cuando son con fines de investigación. Si se ejerce el debido cuidado, la mayoría de las personas pueden ser aptas para trabajos de rutina. Es necesario un mínimo de dos personas; una para hacer la selección preliminar y preparar las diluciones y la otra u otras para hacer la determinación del olor. Las personas que hacen la determinación de olor no deberán conocer las diluciones y, en ningún caso, hará la determinación la persona que hizo las diluciones.. Las diluciones se analizarán de un ámbito de baja a alta concentración, pero no deberán ser presentadas en secuencia. Se recomienda introducir blancos o diluciones de baja concentración, dentro de los grupos de diluciones. 6.4 El color es comúnmente impartido por varios tipos de contaminantes en las aguas residuales. Este color es evidente bajo perceptibles niveles de olor. Un sistema de luz coloreada se puede usar para eliminar el color y seleccionar las diluciones para el análisis. Para esto, se emplea luz fotográfica con filtros intercambiables. 6.5 La turbiedad en algunos desechos es perceptible a niveles bajos de olor. El sistema de luz coloreada descrito en el inciso 6.4 puede no eliminarla. En tal caso, se recomienda pintar los matraces de tal modo que enmascare la turbiedad de la muestra. 6.6 Para un máximo control del olor en el laboratorio, éste debe dividirse en dos áreas, separando el área de preparación de muestras del área de detección de olores. Esto permite el aislamiento del analista que hace las diluciones y un mejor control de los olores en el área de medición. 7 APARATOS 7.1 Baño de temperatura constante, capaz de mantener una temperatura de 313 K ± 1K (40°C ± 1°C) 7.2 Recipientes de vidrio con tapón esmerilado para las muestras. Las botellas de la demanda bioquímica de oxígeno son adecuadas para este propósito. NMX-AA-83-1982 7.3 Matraces Erlenmeyer de 500 cm³ de entrada ancha con tapón esmerilado o cubierto con vidrios de reloj. 8 REACTIVOS Y MATERIALES 8.1 Carbón activado, granular El carbón debe ser renovado después del tratamiento, por lo general 20 litros de agua o más son necesarios. 8.2 Agua libre de olor Preparar agua libre de olor pasando agua reactivo a un flujo de menos de 11 litros/hora a través de una columna de vidrio de 0.9m de longitud y 51 mm de diámetro, empacada con carbón activado granular. El agua usada para preparar el agua de dilución libre de olor, debe tener un contenido de sólidos totales disueltos que no exceda del contenido de sólidos disueltos de la muestra por analizar. Todo el sistema, tubería y conexiones debe ser de vidrio. Las columnas deben ser empacadas primero con lana de vidrio que sirve de soporte al carbón activado. Hacer la prueba con el efluente de la columna de 313 K (40° C). Esto es necesario, ya que la cantidad y naturaleza de las impurezas en el agua puede afectar la vida útil del carbón. También se ha visto que en columnas usadas con poca frecuencia se desarrolla un crecimiento biológico, el cual imparte olor. Para comprobar las condiciones de la columna después de un período de descanso, como un fin de semana, se recomienda hacer una prueba. Llenar un tubo de vidrio pequeño con carbón activado fresco y filtrar a través de él. El agua así preparada, debe reunir las mismas características de calidad de olor que las de la columna. El agua libre de olor no debe guardarse, ésta debe ser preparada el día en que se hace el análisis. En general, para ahorrar tiempo durante el análisis mantener el abastecimiento de agua libre de olor a 313 K ± 1K (40°C ± 1°C) 9 MUESTREO 9.1 Colectar la muestra de acuerdo con lo indicado en la NMX-AA-014 "Cuerpos receptores.- Muestreo", tomando en cuenta la precaución establecida en el inciso 2.2. 9.2 Determinar el olor en muestras por separado y recientemente colectadas. El muestreo es muy importante. Las botellas de tapón esmerilado para el muestreo deberán llenarse por completo. Si la muestra se encuentra a una temperatura mayor de 313 K (40° C) enfriarla antes de hacer el análisis. 9.3 El almacenamiento del agua da lugar a errores por la modificación de las características y la intensidad del olor. Las reacciones químicas, físicas y biológicas son factores en esta degradación. Si el análisis no se puede realizar enseguida, refrigerar la muestra a 277 K (4° C) durante su almacenamiento. Esto no garantiza que no ocurran cambios en el olor, pero el efecto se minimiza en la mayoría de los casos. Guardar las muestras en frascos con tapón esmerilado para evitar la contaminación con los olores del refrigerador. Pre-enfriar la muestra en un baño de hielo y en una atmósfera libre de olores antes de su refrigeración. NMX-AA-83-1982 9.4 Anotar la temperatura de las muestras en el momento de su recolección Este dato es útil cuando se relacionan los datos obtenidos en el laboratorio con las condiciones de campo. 10 PRUEBA PRELIMINAR 10.1 La preparación de una serie de diluciones puede simplificarse mucho si se hace primero una aproximación de la intensidad de olor como sigue: Lavar perfectamente todo el material de vidrio con utensilios y detergentes libres de olor. Enjuagar con agua corriente y lavar con mezcla crómica. Enjuagar con agua reactivo y después con agua libre de olor. Para guardar el material, éste se debe llenar con agua libre de olor. Comprobar que en todos los matraces no existe olor residual analizando con 200 cm³ de agua libre de olor a 313 K (40° C). 10.2 Para determinar el orden de magnitud de la intensidad de olor, la dilución de prueba debe hacerse transfiriendo con pipeta 25 cm³ de muestra en un matraz de los ya especificados. Diluir hasta un volumen total de 200 cm³ con 175 cm³ de agua libre de olor a 313 K (40° C). Para esta dilución preliminar el agua debe ser agregada de una probeta. No permitir que la pipeta ni la solución tengan contacto con el cuello del matraz. Tapar y llevar a calentamiento a 313 K (40° C) en un baño de agua. Evitar el calentamiento directo o prolongado. 10.3 Mezclar vigorosamente rotando el matraz tres o cuatro veces, quitar la tapa y colocar la nariz en la punta del matraz. Probar el olor usando una inhalación normal. Comparar con un matraz conteniendo agua libre de olor. Notar si se detecta algún olor. Si no se detecta ninguno, preparar una dilución más baja sucesivamente, en matraces limpios hasta que se perciba algún olor. Por lo general es conveniente hacer una serie de diluciones en un principio. El análisis de olor, sin embargo, debe hacerse de una dilución alta a diluciones bajas. 10.4 Si el olor es detectado en la dilución inicial, diluir cuando menos 12.5 cm³ de la muestra original, para el volumen dado y registrar esta primera dilución. Hacer diluciones menores subsecuentes y anotar la alícuota a la cual el olor es menos perceptible. Calcular el orden estimado de magnitud de intensidad de olor de acuerdo con el inciso 12. 11 PROCEDIMIENTO 11.1 La selección de las diluciones para la determinación de olor depende del orden de magnitud de intensidad de olor determinado de acuerdo al inciso 10. La persona que determina la intensidad de olor en la prueba preliminar, deberá hacer las diluciones para el otro analista o analistas que harán la determinación, pero en ningún caso la hará la misma persona. La dilución primaría deberá contener un mínimo de 12.5 cm³ de muestra. Si son necesarias diluciones mayores agregar agua libre de olor a la dilución primaria. Usar estas subsecuentes diluciones en la evaluación. NMX-AA-83-1982 11.2 Las diluciones deberán hacerse en tres matraces limpios, libres de olor agregando aproximadamente la mitad de la cantidad estimada de muestra (prueba preliminar) a uno de los matraces. Diluir el contenido de cada matraz a un volumen total de 200 cm³ con agua libre de olor. Lavar cada matraz y ajustar la temperatura a 313 K (40° C) en el baño de agua. Agitar vigorosamente los matraces tapados y presentarlos para el análisis de olor. En la presentación de los matraces para la prueba, el matraz que contiene la muestra deberá colocarse al azar. Agitar vigorosamente pero teniendo cuidado de no derramar el contenido. El fondo plano del matraz ayudará, tapando el matraz o colocando un dedo en la cubierta que sé este empleado. Esto imparte un olor cerca de la boca del matraz antes de la prueba. La agitación disminuye la sustancia olorosa en el vapor del espacio uniformemente. El analista debe quitar la tapa y colocar la nariz en la punta del matraz percibiendo el olor con una inhalación normal. Si no se percibe ningún olor, se deberá disminuir la dilución (incrementando la concentración) hasta que se encuentre una concentración a la cual el olor sea perceptible, usando el mismo procedimiento. Anotar la dilución a que se obtuvieron los resultados. Se dan las muestras para el análisis, generalmente incrementando las concentraciones pero no en una secuencia de altas concentraciones. Introducir blancos, todos conteniendo agua libre de olor o algunas diluciones de concentraciones muy bajas durante el análisis para eliminar conjeturas o anticipaciones del nivel umbral de olor. 11.3 Si se tiene alguna percepción de olor, vaciar los matraces con las diluciones y preparar dos blancos con agua libre de olor y una dilución a 200 cm³ conteniendo la mitad de muestra de la dilución donde se percibió el olor y repetir el procedimiento a partir del inciso 11.2, hasta que el analista detecte nuevamente el olor. En este punto las diluciones deberán hacerse a concentraciones mayores hasta encontrar una dilución con un olor perceptible mínimo. El analista deberá confirmar entonces su primer resultado. 12 CALCULOS 12.1 Calcular la intensidad de olor como índice de intensidad de olor con la fórmula siguiente: 200 Indice de intensidad de olor = 3.3 log ( ) + 3 D A Donde: A= Mililitros de muestra o mililitros de alícuota de la dilución primaria empleadas. D= Número de 25 ± 175 de la dilución primaria requeridos para alcanzar a determinar la magnitud de intensidad de olor. 12.2 La intensidad de olor puede ser calculada como número umbral de olor si se desea por el procedimiento descrito en el anexo 2. NMX-AA-83-1982 13 INFORME 13.1 Anotar la dilución mayor a la cual es apenas perceptible el olor y calcular el índice de intensidad de olor (la tabla I muestras las relaciones entre el índice de intensidad de olor y la dilución de la muestra). Informar el promedio y el ámbito del índice de intensidad de olor obtenido, por dos o más analistas. 13.2 Incluir también en el informe el lapso entre el muestreo y el análisis si este excede de 30 minutos. 14 PRECISION Y EXACTITUD 14.1 No existe un valor absoluto del umbral de olor. Este valor de umbral de olor refleja la opinión del analista en el momento del análisis. 14.2 Los valores por duplicado del índice de intensidad de olor obtenidos por un analista con un odorante a un tiempo dado, han mostrado concordar dentro de un número índice aproximado. El valor puede variar de un analista a otro con el tiempo de un día a otro día. 14.3 Existen interacciones de persona a persona y persona - reactivos. Los resultados serán diferentes de acuerdo al tamaño y elección del equipo de analistas y estímulos químicos, aún conservando las condiciones establecidas en el procedimiento de esta Norma. Los siguientes datos muestran el orden de variabilidad. APENDICE A.1 SUGERENCIAS PARA LA CLASIFICACION DE OLORES A.1.1 Los tipos de olores presentes en los residuos, varían ampliamente. La tabla 1 auxiliará como una guía en la clasificación de los tipos de olor. Generalmente, el olor de la muestra inicial diferirá de los olores determinados a varias diluciones. Si se presenta esta fraccionación de olores, informar el primer olor característico, así como el intermedio y el final. Anotar las correspondientes diluciones, así como los grados de dulce, picante, fumoso y podrido del olor en la dilución escogida. Si la característica ha sido clasificada como de alta intensidad, ésta deberá ser "100", se media intensidad su calificación será "50" y siendo de baja intensidad se NMX-AA-83-1982 calificará como "0". Pueden emplearse ámbitos intermedios, pero esto no es muy recomendable. A.1.2 El tipo de olor puede ser establecido por comparación con los niveles de percepción de los olores característicos mostrados en la Tabla A.2, tal que si un olor es calificado como 100 en dulce, 50 en picante, 0 en fumoso y 50 en podrido, el olor deberá ser descrito como un éster o un alcohol. Refiriéndose a los tipos químicos que producen estos olores podemos guiarnos para determinar si el olor deberá ser reportado como éster o un alcohol. A.2 NUMERO UMBRAL DE OLOR A.2.1 La intensidad de olor frecuentemente se informa como número umbral de olor el cual se calcula como sigue: 200 Número umbral de olor = () X 8D A A.2.2 Las relaciones entre las diluciones se presentan en la tabla 1. Cuando se presenten valores de umbral de olor, dar los valores obtenidos por dos o más analistas. Los números de umbral de olor no deben promediarse. A.2.3 Muchas personas encuentran difícil obtener un valor representativo para olores fuertes. Por lo que se recomienda emplear el índice de intensidad de olor, en lugar del umbral de olor. A.3 FORMAS SUGERIDAS PARA INFORMAR LA INTENSIDAD DE OLOR A.3.1 La tabla A.3, ilustra la secuencia de las diluciones de una muestra y el método de anotar los resultados para la determinación de umbral de olor por tres analistas. Al primer analista se le dieron diluciones de la muestra correspondiente a valores de índice de intensidad de olor de 10, 9, 8, y 7 en ese orden. El analista no identificó las primeras tres diluciones, pero sí la última. Los resultados fueron anotados verticalmente hacia arriba en la primera columna como -, -, - y +. Entonces se presentaran la dilución 9, un grupo de blancos y diluciones 8 y 7 en ese orden. Unicamente la dilución 7 fue identificada. Los resultados fueron anotados como -, B, -, y + en la segunda columna vertical en orden ascendente. Se continuaron las pruebas hasta que se hicieron 4 identificaciones positivas a la dilución 7. El resultado final de (7), (8) y (7) respectivamente se anotó en la columna para cada uno de los tres analistas. Este modelo de informe se presenta únicamente como una guía y puede ser modificado. A.4 NIVELES DE UMBRAL DE OLOR A.4.1 Los niveles de umbral de olor para 32 compuestos químicos orgánicos, son presentados en la tabla A.2. Para algunos de estos compuestos los resultados fueron calculados de los datos de solubilidad. Donde los datos de solubilidad no estuvieron disponibles, los resultados se basaron en una solución acuosa saturada como muestra inicial. Para todos los otros compuestos el valor del umbral se basó en la sustancia pura. NMX-AA-83-1982 A.4.2 Los datos de umbral de olor obtenidos con sustancias puras son siempre datos útiles. Estas sustancias en mezclas pueden producir olores mayores o menores que los esperados del elemento principal y el efecto notado en mezclas, ya sea sinérgicas o antagónicas puede ser muy marcado dependiendo de los compuestos incluidos en ellas. NMX-AA-83-1982 * Volumen en el matraz de prueba (olor) contenido 200 cm³ de agua libre de olor. NMX-AA-83-1982 * El grado característico de olor percibido se designa como sigue: 100 Indica niveles altos de percepción. 50 Indica nivel medio de percepción, y 0 Indica un nivel bajo de percepción. NMX-AA-83-1982 NMX-AA-83-1982 NMX-AA-83-1982 *Juego de Blancos libres de olor. 15 BIBLIOGRAFIA ASTM - D 1292 16 Standard Test Method for Odor in Water. CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta Norma no concuerda con ninguna Norma Internacional por no existir sobre el tema. NMX-AA-83-1982 Naucalpan de Juárez, Edo. de México, D.F., Julio, 15 1982 EL DIRECTOR GENERAL DE NORMAS COMERCIALES DE LA SECRETARIA DE COMERCIO. LIC. HECTOR VICENTE BAYARDO MORENO. EL DIRECTOR GENERAL DE NORMAS. DR. ROMAN SERRA CASTAÑOS. Fecha de aprobación y publicación: Diciembre 2, 1982 NMX-AA-045-SCFI-2001 CDU: 543.3:535.65 CANCELA A LAS NMX-AA-045-1981 SECRETARÍA DE ECONOMÍA ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE COLOR PLATINO COBALTO EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-045-1981) WATER ANALISIS - DETERMINATION OF COLOR PLATINUMCOBALT IN NATURAL, WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED - TEST METHOD 0 INTRODUCCIÓN El color en el agua puede deberse a la presencia del contenido natural de metales o iones metálicos en disolución, humus o residuos orgánicos, plancton o desechos industriales. Por lo general se elimina el color para cualquier propósito de uso del agua. Es por ello, importante la determinación de color en aguas naturales. 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma mexicana establece el método para la determinación de color aparente y/o verdadero, en aguas naturales, residuales y residuales tratadas con tonos amarillos. NOTA.- Los métodos espectofotométrico y de triple estímulo son aplicables para medir el color en aguas residuales. 2 PRINCIPIO DEL MÉTODO NMX-AA-045-SCFI-2001 2/12 SECRETARÍA DE ECONOMÍA El principio de este método se basa en la medición del color verdadero y/o aparente en una muestra de agua natural, mediante su comparación visual con una escala estandarizada de platino-cobalto. (La unidad platino-cobalto es la que se produce al disolver un mg de platino/L en forma de ion cloroplatinato). Este método depende de la apreciación visual del color de la muestra por el analista en comparación con una escala estandarizada. La percepción del color entre diferentes personas varía, por lo que se debe efectuar una selección del analista basada en su capacidad de apreciación del tono e intensidad del color. 3 DEFINICIONES Para los propósitos de esta norma se establecen las siguientes definiciones: 3.1 Aguas naturales Agua cruda, subterránea, de lluvia, de tormenta, de tormenta residual y superficial. 3.2 Aguas residuales Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, agrícolas, pecuarias, domésticos y similares, así como la mezcla de ellas. 3.3 Bitácora Cuaderno de laboratorio debidamente foliado e identificado, en el cual los analistas anotan todos los datos de los procedimientos que siguen en el análisis de una muestra, así como todas las informaciones pertinentes y relevantes a su trabajo en el laboratorio. Es a partir de dichas bitácoras que los inspectores pueden reconstruir el proceso de análisis de una muestra tiempo después de que se llevó a cabo. 3.4 Calibración Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones, efectuando una corrección del instrumento de medición para llevarlo a las condiciones iniciales de funcionamiento. 3.5 Color aparente Es el color de la muestra debido a sustancias en forma disuelta y al proporcionado por sólidos suspendidos, este parámetro es muy poco reproducible ya que el NMX-AA-045-SCFI-2001 3/12 SECRETARÍA DE ECONOMÍA comportamiento de los sólidos suspendidos es muy variable, se mide en la muestra agitada sin filtrar. 3.6 Color verdadero Es el color de la muestra debido a sustancias en forma disuelta, se mide en la muestra filtrada o centrifugada. 3.7 Descarga Acción de verter, infiltrar, depositar o inyectar aguas residuales a un cuerpo receptor en forma continua, intermitente o fortuita, cuando éste es un bien del dominio público de la Nación. 4.8 Desviación estándar experimental Para una serie de n mediciones del mismo mensurando, es la magnitud s que caracteriza la dispersión de los resultados, dado por la siguiente fórmula: n s= ∑ (x i =1 i − x) 2 n −1 En donde xi es el resultado de la i-ésima medición y x es la media aritmética de los n resultados considerados. 3.9 Disolución madre Corresponde a la disolución de máxima concentración en un análisis. Es a partir de esta disolución que se preparan las disoluciones de trabajo. 3.10 Material de referencia Material o substancia en el cual uno o más valores de sus propiedades son suficientemente homogéneas y bien definidas, para ser utilizadas para la calibración de aparatos, la evaluación de un método de medición, o para asignar valores a los materiales. 3.11 Medición Conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una magnitud. 3.12 Muestra compuesta NMX-AA-045-SCFI-2001 4/12 SECRETARÍA DE ECONOMÍA La que resulta de mezclar un número de muestras simples. Para conformar la muestra compuesta, el volumen de cada una de las muestras simples deberá ser proporcional al caudal de la descarga en el momento de su toma. 3.13 Muestra simple La que se toma en el punto de descarga, de manera continua, en día normal de operación que refleje cuantitativa y cualitativamente él o los procesos mas representativos de las actividades que generan la descarga, durante el tiempo necesario para completar cuando menos, un volumen suficiente para que se lleven a cabo los análisis necesarios para conocer su composición, aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento de muestreo. 3.14 Parámetro Variable que se utiliza como referencia para determinar la calidad del agua. 3.15 Patrón de referencia Patrón, en general de la más alta calidad metrológica disponible en un lugar dado, o en una organización determinada, del cual se derivan las mediciones realizadas en dicho lugar. 3.16 Patrón primario Patrón que es designado o reconocido ampliamente como un patrón que tiene las más altas cualidades metrológicas y cuyo valor es aceptado sin referencia a otros patrones de la misma magnitud. 3.17 Precisión Es el grado de concordancia entre resultados analíticos individuales cuando el procedimiento analítico se aplica repetidamente a diferentes alícuotas o porciones de una muestra homogénea. Usualmente se expresa en términos del intervalo de confianza o incertidumbre: x = x ± t α /2 s n donde: x t α/2 s n es la media calculada a partir de un mínimo de tres mediciones independientes; es el valor de la t de Student para un nivel de significancia del 95 %; es la desviación estándar de la muestra; es el número de réplicas, y NMX-AA-045-SCFI-2001 5/12 SECRETARÍA DE ECONOMÍA x es el resultado que incluye el intervalo de confianza. 3.18 Trazabilidad Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas. 3.19 Verificación de la calibración Una verificación periódica de que no han cambiado las condiciones del instrumento en una forma significativa. 4 EQUIPO Y MATERIALES Sólo se mencionan los equipos y materiales que son de relevancia para el presente método. 4.1 Equipo 4.1.1 Potenciómetro con electrodo para medición de pH, con precisión de 0,01 Unidades de pH. 4.1.2 Centrífuga con capacidad para centrifugar al menos 50 mL de muestra a 3 000 rpm. 4.1.3 Comparador Manual para tubos Nessler de 50 mL con escala de vidrios coloridos estandarizados equivalentes desde 2,5 a 100 Unidades Pt-Co ó comparador electrónico de color. 4.1.4 Balanza analítica con precisión de 0,1 mg. 4.2 Materiales Todo el material volumétrico utilizado en este procedimiento debe ser clase A con certificado o en su caso debe estar calibrado. 4.2.1 Tubos Nessler 4.2.2 Frascos de vidrio o polietileno de boca ancha de 250 mL con tapa de plástico. NMX-AA-045-SCFI-2001 6/12 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 5 REACTIVOS Y PATRONES Todos los productos químicos usados en este método deben ser grado reactivo, a menos que se indique otra pureza. Agua: Debe entenderse agua que cumpla con las siguientes características: a) Resistividad: megohm-cm a 25ºC: 0,2 min; b) Conductividad: micromho/cm a 25ºC: 5,0 Máx.; c) pH: 5,0 a 8,0. 5.1 Hexacloroplatinato de potasio (K2PtCl6). 5.2 Cloruro de cobalto hexahidratado (CoCl2•6H2O). 5.3 Acido clorhídrico concentrado (HCl). 5.4 Disolución madre de cloroplatinato (500 unidades de color). Pesar aproximadamente y con precisión 1,246 g de hexacloroplatinato de potasio (ver inciso 5.1), (equivalente a 0,500 g de platino metálico) y 1,000 g de cloruro de cobalto hexahidratado (ver inciso 5.2) (equivalente a 250 mg de cobalto metálico) y disolver en 500 mL de agua con 100 mL de ácido clorhídrico concentrado (ver inciso 5.3). Aforar a 1 L con agua. Esta disolución estándar es equivalente a 500 unidades de color. (Preparar máximo cada 3 meses) 6 RECOLECCIÓN, MUESTRAS 6.1 Tomar un mínimo de 100 mL de muestra. Pueden utilizarse muestras compuestas. 6.2 No se requiere ningún tratamiento especial en campo. 6.3 Preservar la muestra a 4ºC hasta su análisis. 6.4 Dado que la actividad biológica puede cambiar las características de color de una muestra, el tiempo máximo de almacenamiento previo al análisis es de 48 h. 7 CONTROL DE CALIDAD 7.1 Cada laboratorio que utilice este método debe operar un programa de control de calidad (CC) formal. 7.2 El laboratorio debe mantener los siguientes registros: PRESERVACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE NMX-AA-045-SCFI-2001 7/12 SECRETARÍA DE ECONOMÍA - Los nombres y títulos de los analistas que ejecutaron los análisis y el encargado de control de calidad que verificó los análisis, y Las bitácoras manuscritas del analista y del equipo en los que se contengan los siguientes datos: a) Identificación de la muestra; b) Fecha del análisis; c) Procedimiento cronológico utilizado; d) Cantidad de muestra utilizada; e) Número de muestras de control de calidad analizadas; f) Trazabilidad de las calibraciones de los instrumentos de medición; g) Evidencia de la aceptación o rechazo de los resultados, y h) Además el laboratorio debe mantener la información original reportada por los equipos en disquetes o en otros respaldos de información. De tal forma que permita a un evaluador externo reconstruir cada determinación mediante el seguimiento de la información desde la recepción de la muestra hasta el resultado final. 7.3 Cada vez que se adquiera nuevo material volumétrico debe de realizarse la verificación de la calibración de éste tomando una muestra representativa del lote adquirido. 8 CALIBRACIÓN Se debe contar con la calibración de los equipos y materiales siguientes: 8.1 Balanza analítica. 8.2 La escala de vidrios coloridos permanente, se debe verificar cada 6 meses como mínimo. 8.2.1 Preparar la disolución madre de cloroplatinato como se indica en el inciso 5.4 y las disoluciones intermedias y de trabajo según se especifica en el inciso 9.1. 8.2.2 Comparar la escala de color contra la escala de vidrios coloridos. 8.2.3 Los valores deben ser similares en todo el intervalo de trabajo. 9 PROCEDIMIENTO 9.1 Preparar disoluciones intermedias en incrementos desde 2,5 a 100 unidades (ver inciso 9.2). Estos estándares servirán para poder verificar el valor de la escala de vidrios coloridos. Proteger estos estándares contra la evaporación y contaminación utilizando un tapón limpio e inerte. NMX-AA-045-SCFI-2001 8/12 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 9.2 Preparación de la escala de color mL de disolución estándar diluida a 50 mL con agua 0,0 0,25 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Color en unidades Pt-Co. 0 2,5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 9.3 Color aparente. Medir previamente el pH de la muestra usando un potenciómetro debidamente calibrado, determinar el color de la muestra llenando un tubo Nessler o similar hasta la marca de 50 mL y comparar con las disoluciones intermedias. Si el color excede de 70 unidades, diluir la muestra con agua destilada en proporciones conocidas hasta que el color sea menor de 70 y mayor de 20 Unidades Pt-Co. 9.4 Color verdadero. Remover la turbiedad por centrifugación o filtración de las muestras hasta que la muestra esté totalmente clara. El tipo de filtro a utilizar o la velocidad y tiempo de centrifugación dependerán de la naturaleza de la muestra. Comparar la muestra filtrada o centrifugada con agua para asegurar que la turbiedad ha sido removida. Si la muestra es clara, entonces siga el procedimiento enunciado en el inciso 9.3. 10 CÁLCULOS 10.1 Calcular las unidades de color por medio de la siguiente ecuación: Unidades de color Pt-Co= A x FD donde NMX-AA-045-SCFI-2001 9/12 SECRETARÍA DE ECONOMÍA A = Color estimado de la muestra FD = Factor de dilución de la muestra. 10.2 Reportar los resultados como se indica: Unidades de Color Pt-Co 1 - 50 51 - 100 101 - 250 251 - 500 Redondear con una resolución de 1 5 10 20 10.3 El valor de pH de la muestra debe reportarse junto con el valor del color verdadero o aparente. 11 INTERFERENCIAS El color verdadero y el aparente son dependientes del pH por lo que es necesario especificar el valor de pH de la muestra junto al reporte del color verdadero y aparente. 12 SEGURIDAD 12.1 El hexacloroplatinato de potasio puede ser nocivo si se inhala, ingiere o absorbe a través de la piel. Este material puede causar alergias respiratorias o en la piel cuando se inhala o ingiere. 12.2 El cloruro de cobalto puede ser nocivo si se inhala, ingiere o absorbe a través de la piel. Este puede causar irritación en las mucosas y en las vías respiratorias altas. Una exposición prolongada o repetida puede causar reacciones alérgicas en individuos sensibles. 12.3 La preparación de todos los reactivos usados en este método debe efectuarse bajo una campana de extracción. Consulte las hojas de seguridad sobre manipulación y disposición de estos. 12.4 No ha sido determinada la carcinogenicidad de todos los reactivos, por lo que cada sustancia química debe tratarse como peligro potencial a la NMX-AA-045-SCFI-2001 10/12 SECRETARÍA DE ECONOMÍA salud. La exposición a estas sustancias debe reducirse al menor nivel posible. Se sugiere que el laboratorio realice inspecciones de higiene ocupacional de cada reactivo a los que pueda estar expuesto el analista y que dichos resultados estén a su disposición. 12.5 Cuando se trabaje con cualquiera de los compuestos químicos descritos en este método, debe usar todo el tiempo equipo de seguridad, tal como: batas, guantes de látex y lentes de seguridad. 13 MANEJO DE RESIDUOS 13.1 Es la responsabilidad del laboratorio cumplir con todos los reglamentos federales, estatales y locales referente al manejo de residuos, particularmente las reglas de identificación, almacenamiento y disposición de residuos peligrosos. 13.2 Cada laboratorio debe contemplar dentro de su programa de control de calidad el destino final de los residuos generados durante la determinación. 14 BIBLIOGRAFÍA NOM-001-ECOL-1996 Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 6 de enero de 1997. NOM-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades de Medida, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 14 de octubre de 1993. NMX-AA-003-1980 Aguas residuales - Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 25 de marzo de 1980. NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores - Muestreo. Declaratoria de NMX-AA-045-SCFI-2001 11/12 SECRETARÍA DE ECONOMÍA vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 5 de septiembre de 1980. NMX-AA-089/1-1986 Protección al ambiente - Calidad del agua Vocabulario - Parte 1. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 15 de julio de 1986. NMX-AA-115-SCFI-2001 Análisis de agua - Criterios generales para el control de la calidad de resultados analíticos. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 17 de abril de 2001. NMX-AA-116-SCFI-2001 Análisis de agua - Guía de solicitud para la presentación de métodos alternos. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 17 de abril de 2001. Enviromental Protection Agency, “Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes”, Environmental Monitoring and Support Laboratory, Office of Research and Development, Cincinnati, Ohio, 1983, 5-7 pp. American Public Health Association, “Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater”, American Public Health Association, United States of America, Washington, DC 20005, 19th Edition 1995, pp. 2-2, 2-3. Criterios Ecológicos de Calidad del Agua publicados en el Diario Oficial de la Federación el 13 de diciembre de 1989. 15 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta norma mexicana no es equivalente a ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su elaboración. MÉXICO D.F., A DIRECTOR GENERAL DE NORMAS NMX-AA-045-SCFI-2001 12/12 SECRETARÍA DE ECONOMÍA MIGUEL AGUILAR ROMO JADS/AFO/DLR/MRG NMX-AA-045-SCFI-2001 ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE COLOR PLATINO COBALTO EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-045-1981) WATER ANALISIS - DETERMINATION OF COLOR PLATINUMCOBALT IN NATURAL, WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED - TEST METHOD NMX-AA-045-SCFI-2001 SECRETARÍA DE ECONOMÍA PREFACIO En la elaboración de la presente norma mexicana participaron las siguientes empresas e instituciones: - CASA ROCAS, S.A. DE C.V. - CENTRO DE SERVICIOS QUÍMICOS DE AGUASCALIENTES - CENTRO NACIONAL DE METROLOGÍA - COMISIÓN ESTATAL DE AGUA Y SANEAMIENTO - COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD - COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA - COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN AL AMBIENTE - CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES - FISHER SCIENTIFIC MEXICANA, S.A. DE C.V. - GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica; Dirección General de Normatividad y Apoyo Técnico. - INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO - INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGÍA NMX-AA-045-SCFI-2001 SECRETARÍA DE ECONOMÍA - INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. - INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES Campus Monterrey. - LABORATORIO DE ECOLOGÍA INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO DE PEMEX PERFORACIÓN Y MANTENIMIENTO DE POZOS - LABORATORIO DE QUÍMICA DEL MEDIO E INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO IDECA, S.A. DE C.V. - LABORATORIO QUÍMICO INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIOS ABC QUÍMICA, INVESTIGACIÓN Y ANÁLISIS, S.A. DE C.V. - MERCK- MÉXICO, S.A. DE C.V. - NOVAMANN, S.A. DE C.V. Laboratorio Control Químico. - PERKIN ELMER DE MÉXICO, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA CANGREJERA, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA MORELOS, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA PAJARITOS, S.A. DE C.V. NMX-AA-045-SCFI-2001 SECRETARÍA DE ECONOMÍA - PROTECCIÓN AMBIENTAL Y ECOLOGÍA, S.A. DE C.V. - SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. - SECRETARÍA DE SALUD - SERVICIOS AMBIENTALES MULTIPLES E INGENIERÍA, S.A. DE C.V. - SERVICIOS DE INGENIERÍA Y CONSULTORÍA AMBIENTAL, S.A. DE C.V. - SISTEMA INTERMUNICIPAL DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA Unidad Azcapotzalco. - UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Química; Instituto de Geofísica; Instituto de Ingeniería. - VARIAN, S.A. DE C.V. ÍNDICE DEL CONTENIDO Número del capítulo Página NMX-AA-045-SCFI-2001 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 0 Introducción 1 1 Objetivo y campo de aplicación 1 2 Principio del método 2 3 Definiciones 2 4 Equipo y materiales 5 5 Reactivos y patrones 6 6 Recolección, preservación y almacenamiento de muestras 6 7 Control de calidad 7 8 Calibración 7 9 Procedimiento 8 10 Cálculos 9 11 Interferencias 9 12 Seguridad 10 13 Manejo de residuos 10 14 Bibliografía 11 15 Concordancia con normas internacionales 12 NMX-AA-038-SCFI-2001 CDU: 543.31/.38 CANCELA A LAS NMX-AA-038-1981 SECRETARÍA DE ECONOMÍA ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE TURBIEDAD EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA038-1981) ANALYSIS OF WATER - DETERMINATION OF TURBIDITY IN NATURAL, WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED TEST METHOD 0 INTRODUCCIÓN La turbiedad en agua se debe a la presencia de partículas suspendidas y disueltas. Materia en suspensión como arcilla, cieno o materia orgánica e inorgánica finamente dividida, así como compuestos solubles coloridos, plancton y diversos microorganismos. La transparencia del agua es muy importante cuando está destinada al consumo del ser humano, a la elaboración de productos destinados al mismo y a otros procesos de manufactura que requieren el empleo de agua con características específicas, razón por la cual, la determinación de la turbiedad es muy útil como indicador de la calidad del agua, y juega un papel muy importante en el desempeño de las plantas de tratamiento de agua, formando como parte del control de los procesos para conocer cómo y cuándo el agua debe ser tratada. 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma mexicana establece el procedimiento para la determinación en campo y en el laboratorio de la turbiedad en muestras de agua residual, residual tratada y natural, en un intervalo de trabajo de 0,01 a 40 UNT, pudiendo incrementar este intervalo, realizando diluciones de muestras con concentraciones mayores de 40 UNT. NMX-AA-038-SCFI-2001 2/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 2 PRINCIPIO DEL MÉTODO Este método se basa en la comparación entre la intensidad de la luz dispersada por la muestra bajo condiciones definidas y la intensidad de luz dispersada por una suspensión de referencia bajo las mismas condiciones; a mayor dispersión de luz corresponde una mayor turbiedad. Las lecturas son realizadas empleando un turbidímetro calibrado con una suspensión de referencia de formacina preparada bajo condiciones específicas. El polímero de formacina ha sido elegido como referencia debido a que es fácil de preparar y en cuanto a sus propiedades de dispersión de luz es más reproducible que otros como arcilla o agua turbia natural. La turbiedad de una suspensión de concentración específica de formacina se define como el equivalente a 40 UNT, esta suspensión tiene una turbiedad aproximada de 40 unidades Jackson si se determina en el turbidímetro de bujía, por lo tanto las unidades nefelométricas basadas en el empleo de formacina se aproximarán a las unidades del turbidímetro de bujía pero no serán idénticas. El aparato empleado en esta determinación consiste en un nefelómetro con una fuente de luz para iluminar la muestra y uno o varios detectores fotoeléctricos con un dispositivo de lectura exterior para indicar la intensidad de la luz dispersada a 90° de la dirección del haz de luz incidente. 3 DEFINICIONES Para los propósitos de esta norma se establecen las siguientes definiciones: 3.1 Aguas naturales Agua cruda, subterránea, de lluvia, de tormenta, de tormenta residual y superficial. 3.2 Aguas residuales Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, agrícolas, pecuarias, domésticos y similares, así como la mezcla de ellas. 3.3 Bitácora Cuaderno de laboratorio debidamente foliado e identificado, en el cual los analistas anotan todos los datos de los procedimientos que siguen en el análisis de una muestra, así como todas las informaciones pertinentes y relevantes a su trabajo en el laboratorio. Es a partir de dichas bitácoras que los inspectores pueden reconstruir el proceso de análisis de una muestra tiempo después de que se llevó a cabo. 3.4 Calibración NMX-AA-038-SCFI-2001 3/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones, efectuando una corrección del instrumento de medición para llevarlo a las condiciones iniciales de funcionamiento. 3.5 Descarga Acción de verter, infiltrar o depositar o inyectar aguas residuales a un cuerpo receptor en forma continua, intermitente o fortuita, cuando éste es un bien del dominio público de la Nación. 3.6 Desviación estándar experimental Para una serie de n mediciones del mismo mensurando, es la magnitud s que caracteriza la dispersión de los resultados, dado por la siguiente fórmula: n s = ∑ i =1 ( xi − x) 2 n −1 En donde xi es el resultado de la i-ésima medición y x es la media aritmética de los n resultados considerados. 3.7 Disolución estándar Disolución de concentración conocida preparada a partir de un patrón primario. 3.8 Disolución madre Corresponde a la disolución de máxima concentración en un análisis. Es a partir de esta disolución que se preparan las disoluciones de trabajo. 3.9 Dureza Propiedad del agua que se manifiesta por una dificultad para formar espuma con jabón, esta se debe principalmente a la presencia de iones de calcio y magnesio. 3.14 Material de referencia Material o substancia en el cual uno o mas valores de sus propiedades son suficientemente homogéneas y bien definidas, para ser utilizadas para la calibración NMX-AA-038-SCFI-2001 4/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA de aparatos, la evaluación de un método de medición, o para asignar valores a los materiales. 3.14 Material de referencia certificado Material de referencia, acompañado de un certificado, en el cual uno o más valores de las propiedades están certificados por un procedimiento que establece la trazabilidad a una realización exacta de la unidad en la cual se expresan los valores de la propiedad, y en el que cada valor certificado se acompaña de una incertidumbre con un nivel declarado de confianza. 3.14 Medición Conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una magnitud. 3.14 Mensurando Magnitud particular sujeta a medición. 3.14 Muestra compuesta La que resulta de mezclar un número de muestras simples. Para conformar la muestra compuesta, el volumen de cada una de las muestras simples deberá ser proporcional al caudal de la descarga en el momento de su toma. 3.15 Muestra simple La que se tome en el punto de descarga, de manera continua, en día normal de operación que refleje cuantitativa y cualitativamente el o los procesos más representativos de las actividades que generan la descarga, durante el tiempo necesario para completar cuando menos, un volumen suficiente para que se lleven a cabo los análisis necesarios para conocer su composición, aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento de muestreo. 3.16 Parámetro Variable que se utiliza como referencia para determinar la calidad del agua. 3.17 Patrón (de medición) Material de referencia, instrumento de medición, medida materializada o sistema de medición destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o más valores de una magnitud para utilizarse como referencia. 3.18 Patrón nacional (de medición) NMX-AA-038-SCFI-2001 5/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA Patrón reconocido por una decisión nacional en un país, que sirve de base para asignar valores a otros patrones de la magnitud concerniente. 3.19 Patrón primario Patrón que es designado o reconocido ampliamente como un patrón que tiene las más altas cualidades metrológicas y cuyo valor es aceptado sin referencia a otros patrones de la misma magnitud. 3.20 Patrón secundario Patrón cuyo valor es establecido por comparación con un patrón primario de la misma magnitud. 3.21 Patrón de referencia Patrón, en general de la más alta calidad metrológica disponible en un lugar dado, o en una organización determinada del cual se derivan las mediciones realizadas en dicho lugar. 3.22 Patrón de trabajo Patrón que es usado rutinariamente para calibrar o controlar las medidas materializadas, instrumentos de medición o los materiales de referencia. 3.23 Precisión Es el grado de concordancia entre resultados analíticos individuales cuando el procedimiento analítico se aplica repetidamente a diferentes allícuotas o porciones de una muestra homogénea. Usualmente se expresa en términos del intervalo de confianza o incertidumbre: x = x ± t α /2 s n donde: x t α/2 s n x 3.24 es la media calculada a partir de un mínimo de tres mediciones independientes; es el valor de la t de Student para un nivel de significancia del 95 %; es la desviación estándar de la muestra; es el número de réplicas, y es el resultado que incluye el intervalo de confianza. Trazabilidad NMX-AA-038-SCFI-2001 6/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas. 3.25 Turbiedad Es una expresión de la propiedad óptica de una muestra, que origina que al pasar un haz de luz a través de ella, la luz se disperse y se absorba en vez de transmitirse en línea recta. 3.26 Unidades nefelométricas de turbiedad (UNT) Son las unidades en que se expresa la turbiedad cuando ha sido determinada por el método nefelométrico. La turbiedad de una suspensión de formacina de concentración específica se define como el equivalente a 40 unidades nefelométricas. 3.27 Verificación de la calibración Una verificación periódica de que no han cambiado las condiciones del instrumento en una forma significativa. 4 EQUIPO Y MATERIALES 4.1 Equipo 4.1.1 Turbidímetro. La sensibilidad del instrumento debe de permitir la detección de diferencias de turbiedad de 0,02 o menos unidades y debe de cubrir un intervalo de 0 a 40 unidades. Las diferencias en el diseño de los turbidímetros puede causar diferencias significativas sobre los resultados obtenidos, para evitar esto el equipo debe de cumplir con las siguientes características: 4.1.1.1 Fuente de luz. Lámpara de tungsteno 4.1.1.2 Distancia recorrida por la luz incidente y dispersada dentro del tubo. No debe exceder 10 cm. 4.1.1.3 Ángulo de aceptación del haz de luz por el receptor. Centrado a 90o del haz de luz incidente y sin exceder a ± 30o a partir del detector. Detector y sistema de filtro debe tener una respuesta pico entre 400 nm y 600 nm. Para la determinación en campo se pueden emplear turbidímetros portátiles los cuales cumplan con las especificaciones antes mencionadas. NMX-AA-038-SCFI-2001 7/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 4.1.2 Celdas de vidrio de cristal incoloro y transparente, deben de mantenerse cuidadosamente limpias por dentro y por fuera y evitar que se rayen o estrellen. 4.1.3 Balanza analítica con precisión de 0,1 mg Se ha realizado un experimento para comparar los resultados obtenidos empleando un equipo de laboratorio contra los obtenidos con un equipo portátil, los resultados mostraron que no existe diferencia significativa entre ambos. NOTA.- Sólo se mencionan los equipos y materiales que son de relevancia para el presente método. 5 REACTIVOS Y PATRONES 5.1 Reactivos Todos los reactivos utilizados en este procedimiento deben ser grado analítico a menos que se especifique otra cosa. Agua: Debe entenderse agua que cumpla con las siguientes características: a) Resistividad, megohm-cm a 0,2 min; b) Conductividad, µS/cm a 25ºC: 5,0 Máx. y c) pH: 5,0 a 8,0. 5.1.1 Sulfato de hidracina (NH2)2 H2SO4 5.1.2 Hexametilentetramina (CH2)6N4 5.2 Disoluciones 5.2.1 Suspensión patrón de formacina de 400 UNT. Disolución I. Pesar aproximadamente y con precisión 1,000 g de sulfato de hidracina (sección 6.1.1), disolver en agua y aforar a 100 mL. Disolución II. Pesar aproximadamente y con precisión 10,00 Hexametilentetramina (sección 6.1.2), disolver en agua y aforar a 100 mL. g de Mezclar en un matraz volumétrico de 100 mL, 5 mL de la disolución I y 5 mL de la disolución II, dejar en reposo 24 h. Aforar con agua (esta disolución posee una turbiedad de 400 UNT). NOTAS: NMX-AA-038-SCFI-2001 8/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 1.- Las disoluciones y suspensiones deben ser preparadas cada mes. 2.- Se sugiere al menos preparar un volumen de 10 mL de las disoluciones I y II conservando la concentración de cada reactivo. 3.- Se permite el uso de estándares de formacina de 4 000 UNT. 6 RECOLECCIÓN, MUESTRAS 6.1 La determinación puede realizarse en el sitio de muestreo empleando un turbidímetro portátil. 6.2 La muestra debe de ser colectada en frascos de vidrio o polietileno de boca ancha, cierre hermético y tapa inerte. Debe contener un volumen mínimo de 100 mL. 6.3 La muestra no debe ser preservada. 6.4 Las muestras deben de mantenerse en refrigeración durante el transporte al laboratorio. 6.5 Las muestras deben de analizarse lo antes posible y en un periodo no mayor de 24 h, mientras permanezcan en el laboratorio deben conservarse en refrigeración a 4ºC. 7 CONTROL DE CALIDAD 7.1 Cada laboratorio que utilice este método debe operar un programa de control de calidad (CC) formal. 7.2 El laboratorio debe mantener los siguientes registros: - PRESERVACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE Los nombres y títulos de los analistas que ejecutaron los análisis y el encargado de control de calidad que verificó los análisis, y Las bitácoras manuscritas del analista y del equipo en los que se contengan los siguientes datos: a) Identificación de la muestra; b) Fecha del análisis; c) Procedimiento cronológico utilizado; d) Cantidad de muestra utilizada; e) Número de muestras de control de calidad analizadas; f) Trazabilidad de las calibraciones de los instrumentos de medición; g) Evidencia de la aceptación o rechazo de los resultados, y NMX-AA-038-SCFI-2001 9/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA h) Además el laboratorio debe mantener la información original reportada por los equipos en disquetes o en otros respaldos de información. De tal forma que permita a un evaluador externo reconstruir cada determinación mediante el seguimiento de la información desde la recepción de la muestra hasta el resultado final. 7.3 Cada vez que se adquiera nuevo material volumétrico debe de realizarse la verificación de la calibración de éste, tomando una muestra representativa del lote adquirido. 8 CALIBRACIÓN 8.1 Calibración del turbidímetro 8.1.1 Revisar la calibración del equipo como se describe del inciso 8.1.3 al 8.1.8. Si requiere calibración proceder como se describe a continuación. Cuando la determinación se realice en campo, la calibración del equipo debe ser verificada antes de salir al sitio de muestreo y en su caso realizar la calibración correspondiente. 8.1.2 Prepare al menos tres concentraciones diferentes de estándares para calibrar cada uno de los intervalos del equipo. Preparar las suspensiones a partir de la suspensión de 400 UNT. NOTA.- Las suspensiones de 40 UNT y menores deben de ser preparadas cada semana. NOTA.- Algunos equipos han sido calibrados en fábrica y sólo es necesario verificar la calibración como parte del control de calidad. 8.1.3 Encender el equipo y dejar estabilizando de acuerdo al manual de operación del equipo. 8.1.4 Agitar perfectamente la suspensión para lograr óptima homogeneidad. Enjuagar las celdas dos veces con la suspensión patrón, llenar la celda hasta la marca o bien hasta donde el nivel en donde la parte alta de la interfase líquido - aire no interfiera con la lectura, Verificar que no queden burbujas de aire adheridas a las paredes de la celda. 8.1.5 Después de que la celda está llena, limpiar con un paño suave el líquido y suciedad de la superficie externa de la celda. NMX-AA-038-SCFI-2001 10/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 8.1.6 Sosteniendo la celda de la parte superior y evitando el contacto con la parte que estará en contacto con el haz de luz, colocar la celda en el porta celda del aparato, cerrar la cubierta protectora del porta celda. Se recomienda tomar varias lecturas homogeneizando entre cada una de ellas, el número de lecturas dependerá de la estabilidad del equipo. 8.1.7 Realizar la lectura para cada patrón. 8.1.8 Graficar el promedio de la lectura en UNT obtenida para cada disolución patrón contra los valores en UNT de turbiedad de cada suspensión patrón. 9 PROCEDIMIENTO 9.1 Preparación y acondicionamiento de la muestra: Analizar la muestra en un periodo no mayor de 24 h. Si la muestra se encuentra en refrigeración, sacarla y permitir que alcance la temperatura ambiente antes de que se realice el análisis. 9.2 Análisis de muestras con turbiedad menor a 40 UNT. 9.2.1 Encender el equipo y dejar estabilizando de acuerdo al manual de operación del equipo. 9.2.2 Revisar la calibración del equipo con uno de los estándares dentro del intervalo de trabajo. 9.3 Enjuagar la celda dos veces con muestra para evitar errores por dilución. Llenar la celda. Cuando la determinación se realice en campo las celdas deben de estar perfectamente secas para poder determinar la turbiedad de la muestra que se tome. NOTA.- La muestra debe homogeneizarse perfectamente antes de realizar la lectura. 9.2.4 Reemplazar la celda conteniendo la disolución patrón, por la celda que contiene la muestra por analizar y cerrar el compartimento de la celda. 9.2.5 Leer la turbiedad de la muestra, homogeneizando la muestra contenida en la celda entre cada lectura. Se recomienda tomar varias lecturas homogeneizando entre cada una de ellas. 9.2.6 Verificar la calibración del turbidímetro cada vez que se cambie de intervalo de trabajo. NMX-AA-038-SCFI-2001 11/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 9.3 Análisis de muestras con turbiedad mayor a 40 UNT. 9.3.1 De ser posible y de acuerdo con los intervalos de lectura del equipo, realizar una prelectura para calcular la dilución a realizar. 9.3.2 Hacer una dilución de la muestra empleando agua destilada de tal 10 CÁLCULOS 10.1 Calcular la turbiedad de la muestra original en base a la dilución realizada. A* B UNT = ----------C donde: A B C son las UNT encontradas en la muestra; es el volumen final mL de la dilución realizada, y es el volumen mL de muestra tomada para la dilución. 10.2 Reportar los resultados de la siguiente forma con la precisión correspondiente: Margen de turbiedad UNT 0 - 1,0 1 - 10 10 -40 40 - 100 100 - 400 400 - 1 000 > 1 000 11 INTERFERENCIAS Informe de cifra UNT más próxima 0,05 0,1 1 5 10 50 100 NMX-AA-038-SCFI-2001 12/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 11.1 El color verdadero, es decir el color del agua debido a las sustancias disueltas que absorben luz, origina que la turbiedad sea más baja, aunque este efecto generalmente no es significativo en aguas tratadas. 11.2 La presencia de residuos flotantes y materia fina los cuales puedan sedimentarse rápidamente darán lecturas bajas. Pequeñas burbujas de aire pueden afectar el resultado de manera positiva. 11.3 Existen numerosas fuentes de error como son presencia de burbujas en las paredes de la celda al momento de realizar la lectura, empañamiento de las celdas, suciedad del vidrio, y efectos de vibración que alteran la visibilidad superficial de la muestra los cuales conducirán a errores en las lecturas. 12 SEGURIDAD 12.1 Este procedimiento involucra el manejo de reactivos químicos, equipos y muestras por analizar que pueden representar un peligro si no se manipulan adecuadamente o si no se observan las reglas de seguridad e higiene de laboratorio. Es responsabilidad del usuario el observar las reglas generales y particulares de seguridad e higiene aplicables al muestreo, empleo de equipos y manejo de las muestras, materiales y reactivos empleados en este método. 12.2 Este método no menciona todas las precauciones de seguridad asociadas con su uso. El laboratorio es responsable de mantener un ambiente de trabajo seguro y un archivo de las medidas de seguridad respecto a la exposición y manejo seguro de las substancias químicas especificadas en éste método. 12.3 El sulfato de hidracina es un compuesto sumamente tóxico con características cancerígenas, así que su manipulación debe realizarse con extremo cuidado, evitando su inhalación, ingestión y contacto con la piel y mucosas. 12.4 No ha sido determinada la carcinogenicidad de todos los reactivos, por lo que cada sustancia química debe tratarse como peligro potencial a la salud. La exposición a estas sustancias debe reducirse al menor nivel posible. NMX-AA-038-SCFI-2001 13/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 13 MANEJO DE RESIDUOS 13.1 Es responsabilidad del laboratorio cumplir con todos los reglamentos federales, estatales y locales, referente al manejo de residuos, particularmente las reglas de identificación, almacenamiento y disposición de residuos peligrosos. 13.2 Cada laboratorio debe de contemplar dentro de su Programa de Control de Calidad el destino final de los residuos generados durante las determinaciones. 14 BIBLIOGRAFÍA NOM-001-ECOL-1996 Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 6 de enero de 1997. NOM-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades de Medida, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 14 de octubre de 1993. NMX-AA-003-1980 Aguas residuales - Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 25 de marzo de 1980. NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores - Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 5 de septiembre de 1980. NMX-AA-089/1-1986 Protección al ambiente - Calidad del agua Vocabulario - Parte 1. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 15 de julio de 1986. NMX-AA-038-SCFI-2001 14/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA NMX-AA-115-SCFI-2001 Análisis de agua - Criterios generales para el control de la calidad de resultados analíticos. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 17 de abril de 2001. NMX-AA-116-SCFI-2001 Análisis de agua - Guía de solicitud para la presentación de métodos alternos. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 17 de abril de 2001. ISO 7027: 1990 (E), "International Organization for Standardization" 2nd. edition, Switzerland, 1990. Método 2130 B. "Método nefelométrico" Métodos Normalizados Para el Análisis de Aguas Potables y Residuales, American Public Health Association, USA, 17a. Edición 1989, 2-12 - 2-17. Método 1889 - 88a "Standard Test Methods for Turbidity of Water", American Society Testing Materials (ASTM), USA, ASTM Committe D-19 on Water, September 1988, 301-306. Método 180.1 "Turbidity (Nephelometric)" Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes, Environmental Protection Agency (EPA), USA, Environmental Monitorng as Suporting Laboratory, Office of Researche and Development, Cincinnati, March 1983. 15 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta norma mexicana no es equivalente a ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su elaboración. MÉXICO D.F., A DIRECTOR GENERAL DE NORMAS NMX-AA-038-SCFI-2001 15/15 SECRETARÍA DE ECONOMÍA MIGUEL AGUILAR ROMO JADS/AFO/DLR/MRG NMX-AA-038-SCFI-2001 ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE TURBIEDAD EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA038-1981) ANALYSIS OF WATER - DETERMINATION OF TURBIDITY IN NATURAL, WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED TEST METHOD NMX-AA-038-SCFI-2001 SECRETARÍA DE ECONOMÍA PREFACIO En la elaboración de la presente norma mexicana participaron las siguientes empresas e instituciones: - CASA ROCAS, S.A. DE C.V. - CENTRO DE SERVICIOS QUÍMICOS DE AGUASCALIENTES - CENTRO NACIONAL DE METROLOGÍA - COMISIÓN ESTATAL DE AGUA Y SANEAMIENTO - COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD - COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA - COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN AL AMBIENTE - CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES - FISHER SCIENTIFIC MEXICANA, S.A. DE C.V. - GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica; Dirección General de Normatividad y Apoyo Técnico. - INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO - INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGÍA NMX-AA-038-SCFI-2001 SECRETARÍA DE ECONOMÍA - INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. - INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES Campus Monterrey. - LABORATORIO DE ECOLOGÍA INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO DE PEMEX PERFORACIÓN Y MANTENIMIENTO DE POZOS - LABORATORIO DE QUÍMICA DEL MEDIO E INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO IDECA, S.A. DE C.V. - LABORATORIO QUÍMICO INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIOS ABC QUÍMICA, INVESTIGACIÓN Y ANÁLISIS, S.A. DE C.V. - MERCK- MÉXICO, S.A. DE C.V. - NOVAMANN, S.A. DE C.V. Laboratorio Control Químico. - PERKIN ELMER DE MÉXICO, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA CANGREJERA, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA MORELOS, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA PAJARITOS, S.A. DE C.V. NMX-AA-038-SCFI-2001 SECRETARÍA DE ECONOMÍA - PROTECCIÓN AMBIENTAL Y ECOLOGÍA, S.A. DE C.V. - SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. - SECRETARÍA DE SALUD - SERVICIOS AMBIENTALES MULTIPLES E INGENIERÍA, S.A. DE C.V. - SERVICIOS DE INGENIERÍA Y CONSULTORÍA AMBIENTAL, S.A. DE C.V. - SISTEMA INTERMUNICIPAL DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA Unidad Azcapotzalco. - UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Química; Instituto de Geofísica; Instituto de Ingeniería. - VARIAN, S.A. DE C.V. ÍNDICE DEL CONTENIDO Número del capítulo Página NMX-AA-038-SCFI-2001 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 0 Introducción 1 1 Objetivo y campo de aplicación 1 2 Principio del método 2 3 Definiciones 2 4 Equipo y materiales 6 5 Reactivos y patrones 7 6 Recolección, preservación y almacenamiento de muestras 8 7 Control de calidad 9 8 Calibración 9 9 Procedimiento 10 10 Cálculos 11 11 Interferencias 12 12 Seguridad 13 13 Manejo de residuos 13 14 Bibliografía 14 15 Concordancia con normas internacionales 15 NMX-AA-034-SCFI-2001 CDU: 626.31.62.001.4 CANCELA A LAS NMX-AA-020-1980 Y NMX-AA-030-1981 SECRETARÍA DE ECONOMÍA ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS Y SALES DISUELTAS EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LAS NMX-AA-020-1980 Y NMX-AA-034-1981) WATER ANALYSIS - DETERMINATION OF SALTS AND SOLIDS DISSOLVED IN NATURAL, WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED - TEST METHOD 0 INTRODUCCIÓN Las aguas naturales o residuales con altos contenidos de sólidos suspendidos o sales disueltas no pueden ser utilizadas en forma directa por las industrias o por las plantas potabilizadoras. De ello se deriva el interés por determinar en forma cuantitativa estos parámetros. 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma mexicana establece el método de análisis para la determinación de sólidos y sales disueltas en aguas naturales, residuales y residuales tratadas. 2 PRINCIPIO DEL MÉTODO El principio de este método se basa en la medición cuantitativa de los sólidos y sales disueltas así como la cantidad de materia orgánica contenidos en aguas naturales y residuales, mediante la evaporación y calcinación de la muestra filtrada o no, en su caso, a temperaturas específicas, en donde los residuos son pesados y sirven de base para el cálculo del contenido de estos. 3 DEFINICIONES NMX-AA-034-SCFI-2001 2/13 SECRETARÍA DE ECONOMÍA Para los propósitos de esta norma se establecen las siguientes definiciones: 3.1 Aguas naturales Agua cruda, subterránea, de lluvia, de tormenta, de tormenta residual y superficial. 3.2 Aguas residuales Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, agrícolas, pecuarias, domésticos y similares, así como la mezcla de ellas. 3.3 Bitácora Cuaderno de laboratorio debidamente foliado e identificado, en el cual los analistas anotan todos los datos de los procedimientos que siguen en el análisis de una muestra, así como todas las informaciones pertinentes y relevantes a su trabajo en el laboratorio. Es a partir de dichas bitácoras que los inspectores pueden reconstruir el proceso de análisis de una muestra tiempo después de que se llevó a cabo. 3.4 Calibración Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones, efectuando una corrección del instrumento de medición para llevarlo a las condiciones iniciales de funcionamiento. 3.5 Descarga Acción de verter, infiltrar, depositar o inyectar aguas residuales a un cuerpo receptor en forma continua, intermitente o fortuita, cuando éste es un bien del dominio público de la Nación. 3.6 Disolución estándar Disolución de concentración conocida preparada a partir de un patrón primario. 3.7 Medición Conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una magnitud. 3.8 Muestra compuesta NMX-AA-034-SCFI-2001 3/13 SECRETARÍA DE ECONOMÍA La que resulta de mezclar un número de muestras simples. Para conformar la muestra compuesta, el volumen de cada una de las muestras simples deberá ser proporcional al caudal de la descarga en el momento de su toma. 3.9 Muestra simple La que se tome en el punto de descarga, de manera continua, en día normal de operación que refleje cuantitativa y cualitativamente el o los procesos más representativos de las actividades que generan la descarga, durante el tiempo necesario para completar cuando menos, un volumen suficiente para que se lleven a cabo los análisis necesarios para conocer su composición, aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento de muestreo. 3.10 Parámetro Variable que se utiliza como referencia para determinar la calidad del agua. 3.11 Peso constante Es el peso que se registra cuando el material ha sido calentado, enfriado y pesado, y que en dos ciclos completos las pesadas no presentan una diferencia significativa. 3.12 Sales disueltos totales (SDT) Substancias orgánicas e inorgánicas solubles en agua y que no son retenidas en el material filtrante. 3.13 Sólidos suspendidos totales (SST) Sólidos constituidos por sólidos sedimentables, sólidos y materia orgánica en suspensión y/o coloidal, que son retenidas en el elemento filtrante. 3.14 Sólidos totales (ST) Suma de los sólidos suspendidos totales, sales disueltas y materia orgánica. 3.15 Sólidos totales volátiles(SVT) Cantidad de materia orgánica (incluidos aquellos inorgánicos) capaz de volatilizarse por el efecto de la calcinación a 550°C ± 50°C en un tiempo de 15 min a 20 min. 3.16 Trazabilidad Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o NMX-AA-034-SCFI-2001 4/13 SECRETARÍA DE ECONOMÍA internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas. 3.17 Verificación de la calibración Una verificación periódica de que no han cambiado las condiciones del instrumento en una forma significativa. 4 EQUIPO Y MATERIALES Sólo se mencionan los equipos y materiales que son de relevancia para el presente método. 4.1 Equipo 4.1.1 Bomba de vacío 4.1.2 Estufa eléctrica, para operar de 103°C a 105°C 4.1.3 Balanza analítica con precisión de 0,1 mg 4.1.4 Mufla eléctrica para operar a 500°C ± 50°C 4.2 Materiales 4.2.1 Cápsulas de evaporación adecuadas al volumen de la muestra 4.2.2 Desecador, provisto con un desecante que contenga un indicador colorido de humedad 4.2.3 Crisol Gooch de poro fino con adaptador de hule para el equipo de filtración 4.2.4 Matraz Kitazato de 1 L a 2 L de capacidad 4.2.5 Filtro de fibra de vidrio de tamaño adecuado al crisol Gooch utilizado con una porosidad de 2 µm o menor 4.2.6 Pinzas para crisol 4.2.7 Guantes para protección al calor 4.2.8 Careta para protección al calor NMX-AA-034-SCFI-2001 5/13 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 5 REACTIVOS Y PATRONES Todos los productos químicos usados en este método deben ser grado reactivo, a menos que se indique otro grado. Agua: Debe entenderse agua que cumpla con las siguientes características: a) Resistividad: megohm-cm a 25ºC: 0,2 min; b) Conductividad: µS/cm a 25ºC: 5,0 Máx.; c) pH: 5,0 a 8,0 5.1 Cloruro de sodio (NaCl) 5.2 Carbonato de calcio (CaCO3) 5.3 Almidón en polvo 5.4 Disolución estándar para muestras de control. Agregar la cantidad necesaria de almidón, Cloruro de Sodio (ver inciso 5.1) y Carbonato de Calcio (ver inciso 5.2) de acuerdo con la concentración deseada de sólidos en las muestras de control y diluir a 1 L. Este patrón debe prepararse cada vez que se realice el método. 6 RECOLECCIÓN, MUESTRAS 6.1 Deben tomarse un mínimo de 500 mL de muestra en envases de polietileno y taparse inmediatamente después de la colecta. Pueden utilizarse muestras compuestas o simples. 6.2 No se requiere de ningún tratamiento específico en campo. 6.3 Debe preservarse la muestra a 4°C hasta su análisis. 6.4 El tiempo máximo de almacenamiento previo al análisis es de 7 días. Sin embargo, se recomienda realizar el análisis dentro de las 24 h posteriores a su colecta. Las muestras deben estar a temperatura ambiente al momento del análisis. 7 CONTROL DE CALIDAD PRESERVACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE NMX-AA-034-SCFI-2001 6/13 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 7.1 Cada laboratorio que utilice este método debe operar un programa de control de calidad (CC) formal. 7.2 El laboratorio debe mantener los siguientes registros: - Los nombres y títulos de los analistas que ejecutaron los análisis y el encargado de control de calidad que verificó los análisis, y Las bitácoras manuscritas del analista y del equipo en los que se contengan los siguientes datos: a) Identificación de la muestra; b) Fecha del análisis; c) Procedimiento cronológico utilizado; d) Cantidad de muestra utilizada; e) Número de muestras de control de calidad analizadas; f) Trazabilidad de las calibraciones de los instrumentos de medición; g) Evidencia de la aceptación o rechazo de los resultados, y h) Además el laboratorio debe mantener la información original reportada por los equipos en disquetes o en otros respaldos de información. De tal forma que permita a un evaluador externo reconstruir cada determinación mediante el seguimiento de la información desde la recepción de la muestra hasta el resultado final. 7.3 Cada vez que se adquiera nuevo material volumétrico debe de realizarse la verificación de la calibración de éste tomando una muestra representativa del lote adquirido. 8 CALIBRACIÓN Se debe contar con un registro de verificación de la calibración para el siguiente equipo: 8.1 Balanza analítica. 9 PROCEDIMIENTO 9.1 Preparación de cápsulas de porcelana 9.1.1 Las cápsulas se introducen a la mufla a una temperatura de 550°C ± 50°C, durante 20 min como mínimo. Después de este tiempo transferirlas a la estufa a 103°C - 105°C aproximadamente 20 min. NMX-AA-034-SCFI-2001 7/13 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 9.1.2 Sacar y enfriar a temperatura ambiente dentro de un desecador. 9.1.3 Pesar las cápsulas y registrar los datos. 9.1.4 Repetir el ciclo hasta alcanzar el peso constante, el cual se obtendrá hasta que no haya una variación en el peso mayor a 0,5 mg. Registrar como peso G. 9.2 Preparación de crisoles Gooch 9.2.1 Introducir el filtro de fibra de vidrio en el crisol con la cara rugosa hacia arriba, mojar el filtro con agua para asegurar que se adhiera al fondo del crisol. 9.2.2 Los crisoles se introducen a la mufla a una temperatura de 550°C ± 50°C, durante 20 min como mínimo. Después de este tiempo transferirlos a la estufa a 103°C - 105°C aproximadamente 20 min. 9.2.3 Sacar y enfriar a temperatura ambiente dentro de un desecador. 9.2.4 Pesar los crisoles y repetir el ciclo hasta alcanzar el peso constante, el cual se obtiene hasta que no haya una variación en el peso mayor a 0,5 mg. Registrar como G3. 9.3 Preparación de la muestra 9.3.1 Sacar las muestras del sistema de refrigeración y permitir que alcancen la temperatura ambiente. Agitar las muestras para asegurar la homogeneización de la muestra. 9.4 Medición para sólidos totales (ST) y sólidos totales volátiles(SVT) - Determinación para sólidos totales (ST): 9.4.1 En función de la cantidad de sólidos probables tomar una cantidad de muestra que contenga como mínimo 25 mg/L de sólidos totales, generalmente 100 mL de muestra es un volumen adecuado. 9.4.2 Transferir la muestra a la cápsula de porcelana que previamente ha sido puesta a peso constante (ver inciso 9.1.4). 9.4.3 Llevar a sequedad la muestra en la estufa a 103°C-105°C. NMX-AA-034-SCFI-2001 8/13 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 9.4.4 Enfriar en desecador hasta temperatura ambiente y determinar su peso hasta alcanzar peso constante. Registrar como peso G1. - Determinación para sólidos totales volátiles(SVT): 9.4.5 Introducir la cápsula conteniendo el residuo (ver inciso 9.4.4) a la mufla a 550°C ± 50°C durante 15 min a 20 min, transferir la cápsula a la estufa a 103°C - 105°C aproximadamente 20 min, sacar la cápsula, enfriar a temperatura ambiente en desecador y determinar su peso hasta alcanzar peso constante. Registrar como peso G2. 9.4.6 Cuando se determinen muestras por duplicado o triplicado, los resultados como máximo pueden tener una variación del 5 por ciento del promedio de los resultados. 9.5 Sólidos suspendidos totales (SST) y sólidos suspendidos totales (SST) - Determinación de los sólidos suspendidos totales (SST): 9.5.1 Medir con una probeta, un volumen adecuado de la cantidad seleccionada de muestra previamente homogeneizada la cual depende de la concentración esperada de sólidos suspendidos. 9.5.2 Filtrar la muestra a través del crisol Gooch preparado anteriormente aplicando vacío (ver inciso 9.2), lavar el disco tres veces con 10 mL de agua, dejando que el agua drene totalmente en cada lavado. 9.5.3 Suspender el vacío y secar el crisol en la estufa a una temperatura de 103°C a 105°C durante 1 h aproximadamente. Sacar el crisol, dejar enfriar en un desecador a temperatura ambiente y determinar su peso hasta alcanzar peso constante registrar como peso G4. - Determinación de sólidos suspendidos totales (SST): 9.5.4 Introducir el crisol que contiene el residuo (ver inciso 9.5.3) y el disco a la mufla, a una temperatura de 550°C± 50°C durante 15 min a 20 min. Sacar el crisol, de la mufla e introducirlo a la estufa a una temperatura de 103°C 105°C durante 20 min aproximadamente. Sacar y enfriar a temperatura ambiente en desecador y determinar su peso hasta alcanzar peso constante. Registrar como peso G5. 9.6 Sales disueltas totales (SDT) 9.6.1 La determinación de las sales disueltas totales es por diferencia entre los sólidos totales menos sólidos suspendidos totales. NMX-AA-034-SCFI-2001 9/13 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 10 CÁLCULOS 10.1 Calcular el contenido de sólidos totales de las muestras como sigue: ST = (G1 - G ) * 1 000 / V donde: ST G1 G V son los sólidos totales, en mg/L; es el peso de la cápsula con el residuo, después de la evaporación, en mg; es el peso de la cápsula vacía, en mg a peso constante, y es el volumen de muestra, en mL. 10.2 Calcular el contenido de sólidos totales volátiles de las muestras como sigue: SVT = (G1 - G2) * 1 000 / V donde: SVT G2 V 10.3 es la materia orgánica total, en mg/L; es el peso de la cápsula con el residuo, después de la calcinación, en mg, y es el volumen de muestra, en mL. Calcular el contenido de sólidos suspendidos totales de las muestras como sigue: SST = (G4 - G3) * 1 000 / V donde: SST G3 G4 V son los sólidos suspendidos totales, en mg/L; es el peso del crisol con el disco a peso constante, en mg; es el peso del crisol con el disco y el residuo seco, en mg, y es el volumen de muestra, en mL. 10.4 Calcular el contenido de sólidos suspendidos totales de las muestras como sigue: NMX-AA-034-SCFI-2001 10/13 SECRETARÍA DE ECONOMÍA SST = (G4 - G5) * 1 000 / V donde: SST G5 V son los sólidos suspendidos totales, en mg/L; es el peso del crisol con el residuo, después de la calcinación, en mg; es el volumen de muestra, en mL. 10.5 Calcular el contenido de sales disueltas totales de las muestras como sigue: SDT = ST - SST donde: SDT ST SST son las sales disueltas totales, en mg/L son los sólidos totales, en mg/L son los sólidos suspendidos totales, en mg/L 10.6 Reportar los valores obtenidos de la muestra control junto con los resultados del análisis. 10.7 Reportar los resultados, en mg/L. 11 INTERFERENCIAS 11.1 La heterogeneidad de la muestra que contiene una o más de dos fases puede provocar errores durante el muestreo en campo y en la toma de alícuotas de la misma para la determinación de sólidos. Se recomienda homogeneizar la muestra en lo posible antes de tomar la alícuota. 11.2 Si parte de los sólidos de la muestra se adhieren a las paredes de los contenedores, ya sea en el material de muestreo o en los utensilios de trabajo, considerar lo anterior en la evaluación y en el reporte de resultados. 11.3 La temperatura a la cual el residuo se seca, tiene un efecto muy importante sobre los resultados, ya que pueden ocurrir pérdidas en el peso de la materia orgánica presente durante la etapa de secado y/o el desprendimiento de gases por descomposición química y/o por la oxidación del residuo, así como por la oclusión de agua. NMX-AA-034-SCFI-2001 11/13 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 11.4 El tipo de filtro, el tamaño del poro, el grosor del filtro, el tamaño de la partícula y la cantidad de material depositado en el filtro son los principales factores que afectan la separación de los sólidos suspendidos y las sales disueltas. 11.5 Los resultados para las muestras con alto contenido de grasas y aceites son cuestionables debido a la dificultad de secado a peso constante en un tiempo razonable. 12 SEGURIDAD 12.1 Este método puede no mencionar todas las precauciones de seguridad asociadas con su uso. El laboratorio es responsable de mantener un ambiente de trabajo seguro y un archivo de las normas de seguridad respecto a la exposición y manejo seguro de las substancias en este método. 12.2 Cuando se trabaje este método, debe usarse todo el tiempo equipo de seguridad, tal como: batas, guantes de látex, guantes de protección térmica, lentes de seguridad y careta de protección. 13 MANEJO DE RESIDUOS Es la responsabilidad del laboratorio cumplir con todos los reglamentos federales, estatales y locales referente al manejo de residuos, particularmente las reglas de identificación, almacenamiento y disposición de residuos peligrosos. 13.1 Cada laboratorio debe contemplar dentro de su programa de control de calidad el destino final de los residuos generados durante la determinación. 13.2 Todas las muestras que cumplan con la norma de descarga a alcantarillado pueden descargarse en el mismo sistema. 14 BIBLIOGRAFÍA NOM-001-ECOL-1996 Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas NMX-AA-034-SCFI-2001 12/13 SECRETARÍA DE ECONOMÍA residuales en aguas y bienes nacionales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 6 de enero de 1997. NOM-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades de Medida, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 14 de octubre de 1993. NMX-AA-003-1980 Aguas residuales - Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 25 de marzo de 1980. NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores - Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 5 de septiembre de 1980. NMX-AA-089/1-1986 Protección al ambiente - Calidad del agua Vocabulario - Parte 1. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 15 de julio de 1986. NMX-AA-115-SCFI-2001 Análisis de agua - Criterios generales para el control de la calidad de resultados analíticos. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 17 de abril de 2001. NMX-AA-116-SCFI-2001 Análisis de agua - Guía de solicitud para la presentación de métodos alternos. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 17 de abril de 2001. 2540 “Solids”, American Public Health Association, “Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater”, American Public Health Association, United States of America, Washington, DC 20005, 19th Edition 1995. pp. 2-53 - 2-58. “Solids”. Enviromental Protection Agency, “Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes”, Environmental Monitoring and Support Laboratory, Office of Research and Development, Cincinnati, Ohio, 1986. NMX-AA-034-SCFI-2001 13/13 SECRETARÍA DE ECONOMÍA Criterios Ecológicos de Calidad del Agua publicados en el Diario Oficial de la Federación el 13 de diciembre de 1989. 15 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta norma mexicana no es equivalente a ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su elaboración. MÉXICO D.F., A EL DIRECTOR GENERAL DE NORMAS MIGUEL AGUILAR ROMO JADS/AFO/DLR/MRG NMX-AA-034-SCFI-2001 ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS Y SALES DISUELTAS EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LAS NMX-AA-020-1980 Y NMX-AA-034-1981) WATER ANALYSIS - DETERMINATION OF SALTS AND SOLIDS DISSOLVED IN NATURAL, WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED - TEST METHOD NMX-AA-034-SCFI-2001 SECRETARÍA DE ECONOMÍA PREFACIO En la elaboración de la presente norma mexicana participaron las siguientes empresas e instituciones: - CASA ROCAS, S.A. DE C.V. - CENTRO DE SERVICIOS QUÍMICOS DE AGUASCALIENTES - CENTRO NACIONAL DE METROLOGÍA - COMISIÓN ESTATAL DE AGUA Y SANEAMIENTO - COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD - COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA - COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN AL AMBIENTE - CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES - FISHER SCIENTIFIC MEXICANA, S.A. DE C.V. - GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica; Dirección General de Normatividad y Apoyo Técnico. - INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO - INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGÍA NMX-AA-034-SCFI-2001 SECRETARÍA DE ECONOMÍA - INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. - INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES Campus Monterrey. - LABORATORIO DE ECOLOGÍA INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO DE PEMEX PERFORACIÓN Y MANTENIMIENTO DE POZOS - LABORATORIO DE QUÍMICA DEL MEDIO E INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO IDECA, S.A. DE C.V. - LABORATORIO QUÍMICO INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIOS ABC QUÍMICA, INVESTIGACIÓN Y ANÁLISIS, S.A. DE C.V. - MERCK- MÉXICO, S.A. DE C.V. - NOVAMANN, S.A. DE C.V. Laboratorio Control Químico. - PERKIN ELMER DE MÉXICO, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA CANGREJERA, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA MORELOS, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA PAJARITOS, S.A. DE C.V. NMX-AA-034-SCFI-2001 SECRETARÍA DE ECONOMÍA - PROTECCIÓN AMBIENTAL Y ECOLOGÍA, S.A. DE C.V. - SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. - SECRETARÍA DE SALUD - SERVICIOS AMBIENTALES MULTIPLES E INGENIERÍA, S.A. DE C.V. - SERVICIOS DE INGENIERÍA Y CONSULTORÍA AMBIENTAL, S.A. DE C.V. - SISTEMA INTERMUNICIPAL DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA Unidad Azcapotzalco. - UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Química; Instituto de Geofísica; Instituto de Ingeniería. - VARIAN, S.A. DE C.V. ÍNDICE DEL CONTENIDO Número del capítulo 0 Introducción Página 1 NMX-AA-034-SCFI-2001 SECRETARÍA DE ECONOMÍA 1 Objetivo y campo de aplicación 1 2 Principio del método 1 3 Definiciones 2 4 Equipo y materiales 4 5 Reactivos y patrones 5 6 Recolección, preservación y almacenamiento de muestras 5 7 Control de calidad 6 8 Calibración 6 9 Procedimiento 7 10 Cálculos 9 11 Interferencias 11 12 Seguridad 11 13 Manejo de residuos 12 14 Bibliografía 12 15 Concordancia con normas internacionales 13 SECRETARIA DE COMERCIO Y FOMENTO INDUSTRIAL NORMA MEXICANA NMX-AA-017-1980 AGUAS. - DETERMINACION DE COLOR WATERS-COLOR DETERMINATION DIRECCION GENERAL DE NORMAS NMX-AA-017-1980 PREFACIO En la elaboración de esta Norma participaron los siguientes organismos e instituciones: - SECRETARIA DE AGRICULTURA Y RECURSOS HIDRAULICOS.- Dirección General de Protección y Ordenación Ecológica. - SECRETARIA DE SALUBRIDAD Y ASISTENCIA.- Subdirección de Vigilancia de Aguas Receptoras y Residuales. - COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD.- Laboratorio. - LABORATORIOS NACIONALES DE FOMENTO INDUSTRIAL. NMX-AA-017-1980 AGUAS. - DETERMINACION DE COLOR WATERS-COLOR DETERMINATION 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION La presente Norma establece el método de prueba espectrofotométrico para la determinación de color en aguas. 2 REFERENCIAS Esta Norma se complementa con las siguientes Normas Mexicanas en vigor: NMX-AA-003 Aguas residuales - Muestreo. NMX-AA-014 Cuerpos receptores - Muestreo. 3 DEFINICIONES 3.1 Color El término color tal como se aplica en aguas, se refiere al valor numérico expresado en por ciento de luminancia y pureza, longitud de onda dominante y tono; obtenido de la medición de la luz transmitida, después de eliminar los sólidos suspendidos y las partículas pseudocoloidales. 3.2 Luminancia Es el brillo de un color y está especificado por el valor triestímulo (Y). 3.3 Estímulos cromáticos Es la radiación de intensidad y composición espectral determinada, que penetra en el ojo y produce una sensación de color. 3.4 Coordenadas cromáticas Son los valores obtenidos dividiendo cada valor triestímulo por la suma de los tres correspondientes al mismo color. Se indican con los símbolos: X,Y,Z. 3.5 Longitud de onda dominante y de un color Es la longitud de onda de una radiación monocromática que, mezclada en proporciones convenientes con la radiación de un iluminante patrón, iguala el color. NMX-AA-017-1980 3.6 Longitud de onda complementaria de un color Es la longitud de onda de una radiación monocromática que mezclada convenientemente con el color iguala a la radiación de un iluminante patrón. 3.7 Radiación monocromática Es la radicación de una sola frecuencia. Por extensión, es una radiación con frecuencias tan próximas que puede ser caracterizada por una sola. 3.8 Pureza de color Es la proporción entre la radiación monocromática y la radiación del iluminante patrón utilizado según los incisos 3.5 y 3.6. 3.9 Tono Es el atributo sicológico que asocia, a las longitudes de onda de una radiación, las características de rojo, verde, azul, etc. Corresponde a la magnitud colorimétrica de la longitud de onda dominante o complementaria. 4 FUNDAMENTO El método se basa en medir la transmisión de la luz producida a través de una muestra de agua, la cual se compara con un testigo (iluminante patrón), generalmente agua bidestilada cuya transmitancia es de 100%. 5 APARATOS Y EQUIPO 5.1 Espectrofotómetro.- Con un ámbito efectivo de operación de longitud de onda que cumpla con la Tabla 1. 5.2 Sistema de filtración.- Matraces de filtración al vacío de 250 cm3 con válvula de tres pasos, porta crisol micrometálico de filtración con poros de40 m y sistema de vació (ver fig. 1). 5.3 Centrífuga. 6 MATERIALES Y REACTIVOS Los reactivos que a continuación se mencionan deben ser grado analítico. Cuando se mencione la palabra agua, se debe entender agua destilada. - Acido sulfúrico, (H2S04) concentrado. - Hidróxido de sodio (NaOH). NMX-AA-017-1980 7 PREPARACION DE LA MUESTRA La muestra se extrae como se indica en la Norma Mexicana "Aguas residuales.Muestreo" NMX-AA-003 en vigor. Factores cuando se usan 30 ordenadas 0.03269 0.03333 0.03938 Factores cuando se usan 10 ordenadas 0.09806 0.10000 0.11814 Se toman dos porciones de la muestra original de 50 cm3 cada una, a la temperatura ambiente. Se usa una muestra con su pH original y la otra se ajusta a un pH de 7.6 (Ver inciso 11.1.1.), usando H2SO4 concentrado ó NaOH según se requiera. NMX-AA-017-1980 8 PROCEDIMIENTO 8.1 Centrifugar las muestras para eliminar sólidos en suspensión y cada muestra tratarla separadamente en la forma siguiente: 8.1.1 Mezclar cuidadosamente 0.1 g de auxiliar de filtración (*) con una porción de 10 cm3 de la muestra centrifugada; filtrar la suspensión resultante para formar una capa previa en el crisol de filtración, recibiendo el filtrado en el matraz utilizado para desechos. (*) Celite No. 505 o equivalente. Celite filter Aid (IQI) nombre: registrado de productos preparados con tierra de diatomáceas. 8.2 Mezclar 0.04 g de auxiliar de filtración con 35 cm3 de muestra centrifugada y mientras se mantiene el vacío, filtrar a través de la capa y pasar al matraz de desechos, repitiéndose la operación hasta que el filtrado sea claro; al alcanzar este punto dar vuelta a la llave de tres pasos para que el filtrado se colecte en el matraz de muestra clarificada de donde se toman 25 cm3 para la determinación de la transmitancia. 8.3 Calibrar el espectrofotómetro con una celda llena con agua bidestilada a 100 % de transmitancia, ya calibrado proceder a las lecturas de las transmitancias de las muestras para cada longitud de onda presentada en la tabla 1, pueden usarse las 10 ordenadas marcadas con asteriscos para trabajos rutinarios o las 30 ordenadas para investigación. 9 CALCULOS E INTERPRETACION DE RESULTADOS Para facilitar los cálculos se debe poner la transmitancia obtenida, en el lugar de la longitud de onda. 9.1 Tabular los valores de transmitancia correspondientes a la longitud de onda de las columnas X. Y. Z, donde "y" es el % de luminancia de la muestra. 9.2 Calcular los coeficientes cromáticos x e y de los valores triestímulos X. Y. Z. por las ecuaciones siguientes: X x = - - - - - - - - - - - (1) X+Y+Z Y y = - - - - - - - - - - - (2) X+Y+Z NMX-AA-017-1980 9.3 Localizar los puntos (x e y) en los diagramas de cromaticidad de las figuras 2a y 2b, determinar la longitud de onda dominante en m y el porcentaje de pureza en el mismo diagrama. El tono de la muestra será determinado a partir de la longitud de onda dominante de acuerdo con la Tabla II (ver inciso 11.1.2). 10 INFORME En el informe se debe indicar lo siguiente: 10.1 Las características de color (a pH 7.6 y pH original) expresadas en términos de: longitud de onda dominante. Tono Porcentaje de pureza 10.2 Especificar el tipo de instrumento empleado, número de ordenadas seleccionadas y anchura de la banda espectral en m. 11 APENDICE 11.1 Observaciones 11.1.1 Es necesario un valor tipo del pH ya que el color varía con esto. 11.1.2 Para el uso de diagramas de cromaticidad de las figuras 2a y 2b, se proporciona un ejemplo: Una vez determinada la suma de las transmitancias obtenidas en las tres columnas, se multiplican por el factor indicado abajo de la Tabla 1 y se obtiene: X = 91.9; Y = 92.2; Z= 100 Aplicando las ecuaciones (1) y (2) del inciso 9.2 se tiene: 91.9 x = = 0.323 91.9 + 92.2 + 100 92.2 y = = 0.324 91.9 + 92.2 + 100 Se obtiene el punto (0.323, 0.324) en el diagrama de cromaticidad y se determina como longitud de onda dominante 570 m, que corresponde a un tono verde amarillento según la Tabla II. NMX-AA-017-1980 TABLA II 12 BIBLIOGRAFIA Standard Methods for Examination of Water and Wastewater.- American Public Health (APHA), American Water Association (AWWA), Water Pollution Control Federation (WPCF) 14th edition 1975. Sawyer C.N. Mc. Carty.- Chemistry for Sanitary Engineers.- 2a. edición Mc Graw Hill.1967. IRAM-AADL J20-01-1969 Luminotecnia.- Definiciones Instituto Argentino de Racionalización de Materiales. IRAM-AADL J20-08-1969.- Colorimetría.- Método de medición de color mediante el uso de espectrofotómetros.- Instituto Argentino de Racionalización de Materiales. NMX-AA-017-1980 NMX-AA-017-1980 FIGURA 2a DIAGRAMA DE CROMATICIDAD NMX-AA-017-1980 FIGURA 2b DIAGRAMA DE CROMATICIDAD 13 CONCORDANCIA CON NORMASFINTERNACIONALES Esta norma no concuerda con ninguna Norma internacional, por no existir sobre el tema. EL DIRECTOR GENERAL DR. ROMAN SERRA CASTAÑOS. Fecha de aprobación y publicación: Julio, 11 1980 Esta Norma cancela a la: NMX-AA-017-1975 Regresar NMX-AA-008-SCFI-2000 CDU: 631.879 CANCELA A LA NMX-AA-008-1980 DGN ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DEL pH - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-008-1980) WATER ANALYSIS - DETERMINATION OF pH - TEST METHOD 0 INTRODUCCIÓN Conceptualmente, el pH en fase acuosa se define como el logaritmo negativo de la actividad del ion hidronio (protón hidratado, H+): pH = -log aH+. De esta definición no puede inferirse directamente el procedimiento de medición de esta magnitud debido a que no es posible determinar de manera experimental la actividad de iones individuales. Por acuerdo internacional se define la diferencia de pH entre dos disoluciones X y P de manera "operacional", esto es, con base en la operación o procedimiento para realizar experimentalmente la determinación. Para ello, se mide la fuerza electromotriz (fem), E, de las dos celdas siguientes, con el mismo electrodo de referencia, el mismo puente salino de KCl y en las mismas condiciones de temperatura y de presión del gas hidrógeno: (I) Electrodo de referencia | KCl, C ≥ 3,5 m °Disolución X | H2 | Pt fem = E(X) (II) Electrodo de referencia | KCl, c ≥ 3,5 m °Disolución P | H2 | Pt fem = E(P) El símbolo " ° " representa una unión líquida y " | " representa una interfase. El pH de la disolución X, pH(X), se relaciona por definición con el de la disolución patrón de referencia, pH(P), mediante la relación(1): pH(X) = pH(P) + E ( P ) − E ( X) ( RT F ) ln10 NMX-AA-008-SCFI-2000 2/31 DGN donde: E(X), E(P) R T F es la fuerza electromotriz de las celdas (I) y (II) respectivamente, expresada en volt; es la constante universal de los gases = 8,314 33 J mol-1 K-1; es la temperatura absoluta = [t(°C) + 273,15] K, y es la constante de Faraday = 96 487 C mol-1. Puesto que el coeficiente (RT/F) tiene la dimensión de diferencia de potencial, pH es un número puro (¡no es una concentración!). Esta definición presupone que el potencial de unión líquida es el mismo entre el puente salino y cualesquiera de las disoluciones X y P, o sea que el potencial residual de unión líquida, es igual a cero y que la respuesta del electrodo indicador (electrodo de hidrógeno) obedece la ley de Nernst. Con base en esta definición, el pH de una disolución problema X, pH(X), se determina sin ambigüedad después de asignar un valor de pH, para cada temperatura, a una o varias disoluciones patrón de referencia. Ello se realiza mediante una celda sin unión líquida e involucra un convenio relativo a un cálculo de coeficiente de actividad iónica. Con base en la definición "operacional" anterior, cada país establece su escala de pH por selección de una o varias disoluciones patrón primario de pH. Las escalas más comúnmente utilizadas son las del NIST en E. U. (National Institute of Standards and Technology) que utiliza siete patrones primarios y la escala de la British Standards en el Reino Unido que se basa solamente en el biftalato de potasio como único patrón de referencia de pH. La determinación rutinaria del pH se realiza de manera electrométrica con el electrodo de vidrio comercial en lugar del electrodo de hidrógeno considerado en las celdas (I) y (II) y un electrodo de referencia comercial. A una temperatura especificada, la determinación del pH proporciona un valor característico relacionado con el nivel de acidez intrínseca de la disolución examinada. Por el procedimiento de asignación del valor de pH a las disoluciones patrón, pH(P), se puede considerar que el pH de una disolución es un número representativo de la actividad del ión hidronio y en disoluciones cuyas concentraciones en electrólitos sean más pequeñas que 0,01 M, el valor del pH difiere poco del logaritmo del valor numérico de la concentración de protones hidratados, expresada en mol L-1. NMX-AA-008-SCFI-2000 3/31 DGN El valor de pH de las disoluciones acuosas es de gran importancia en la industria para definir la calidad de las mismas. Este valor se requiere para calcular el índice de Langelier que permite evaluar la agresividad o el poder incrustante del agua. El valor de pH es un parámetro regulado por límites máximos permisibles en descargas de aguas residuales al alcantarillado o a cuerpos receptores, también es un parámetro de calidad del agua para usos y actividades agrícolas, para contacto primario y para el consumo humano. 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma mexicana establece el método de prueba para determinar pH en aguas naturales, residuales y residuales tratadas. 2 REFERENCIAS Para la correcta aplicación de esta norma se deben consultar las siguientes normas mexicanas o las que las sustituyan: NMX-AA-007-SCFI-2000 Análisis de agua - Determinación de la temperatura en aguas naturales y residuales - Método de prueba. NMX-AA-093-SCFI-2000 Análisis de agua - Determinación de la conductividad eléctrica - Método de prueba. 3 PRINCIPIO El método se fundamenta en la existencia de una diferencia de potencial entre las dos caras de una membrana de vidrio, expuestas a disoluciones acuosas que difieren en su valor de pH. En primera aproximación, a temperatura constante, la magnitud de esta diferencia de potencial es directamente proporcional a la diferencia de pH entre dichas disoluciones. En este método, se efectúa la determinación electrométrica del pH con base en la definición operacional antes expuesta. Sin embargo, en lugar de utilizar el electrodo NMX-AA-008-SCFI-2000 4/31 DGN de hidrógeno, se utiliza el electrodo de membrana de vidrio y un electrodo de referencia comercial. Debido a que el electrodo de vidrio y los electrodos de referencia comerciales tienen un comportamiento imperfecto, es preciso calibrar el dispositivo de determinación del pH con dos disoluciones patrón. Para ello, se sumergen los electrodos sucesivamente en dos disoluciones patrón operacional de pH, P1 y P2, a la misma temperatura que la disolución problema y seleccionadas de forma que el pH esperado para la disolución problema, pH(X), satisfaga la relación: pH(P1)< pH(X) <pH(P2): Electrodo de referencia || Disolución P1 || Electrodo de vidrio Electrodo de referencia || Disolución P2 || Electrodo de vidrio (fem = E(P1)) (fem = E(P2)) La calibración consiste en efectuar los ajustes apropiados del medidor de pH para que las lecturas proporcionadas por dicho equipo, sean las mismas que los valores de pH asignados a los patrones operacionales utilizados. Este procedimiento de calibración permite compensar las deficiencias de respuesta del electrodo de vidrio. Para determinar el pH de la disolución problema, se sumergen los mismos electrodos ya calibrados en dicha disolución: Electrodo de referencia comercial || Disolución X || Electrodo de vidrio (fem = E(X)) El medidor de pH correctamente calibrado permite obtener el valor de pH por lectura directa asumiendo: − − Que existe una relación lineal entre pH y E en el intervalo de pH definido por P1 y P2 , Que el potencial de unión líquida es el mismo para las disoluciones patrón operacional de pH y la disolución problema. En estas condiciones, la relación entre el valor de pH de la disolución problema y el de las disoluciones patrón es: pH( X) = pH( P1 ) + E ( X) − E ( P1 ) ( pH( P2 ) − pH( P1 )) E ( P2 ) − E ( P1 ) Esta relación que corresponde a una determinación del pH de la disolución problema por interpolación entre los valores de las disoluciones patrón utilizadas, no requiere NMX-AA-008-SCFI-2000 5/31 DGN que la respuesta del electrodo de vidrio obedezca la ley de Nernst. Sin embargo, se recomienda que la eficiencia electromotriz del electrodo no sea menor que el 95%. 4 DEFINICIONES Para los propósitos de esta norma se establecen las siguientes definiciones: 4.1 Aguas naturales Se define como agua natural el agua cruda, subterránea, de lluvia, de tormenta, residual y superficial. 4.2 Aguas residuales Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, agrícolas, pecuarias, domésticos y similares, así como la mezcla de ellas. 4.3 Bitácora Cuaderno de laboratorio debidamente foliado e identificado. En el cual los analistas anotan todos los datos de los procedimientos que siguen en el análisis de una muestra, así como todas las informaciones pertinentes y relevantes a su trabajo en el laboratorio. Es a partir de dichas bitácoras que los inspectores pueden reconstruir el proceso de análisis de una muestra tiempo después de que se llevó a cabo. 4.4 Calibración Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones, efectuando una corrección del instrumento de medición para llevarlo a las condiciones iniciales de funcionamiento. 4.5 Calibración inicial El análisis de un mínimo de tres concentraciones distintas de estándares de los analitos de interés. Una concentración deberá estar cerca del límite de detección del método (LDM) y otra cercana al límite del intervalo lineal del método (LIL). NMX-AA-008-SCFI-2000 6/31 DGN 4.6 Deriva Es el cambio lento y no aleatorio de la diferencia de potencial entre el electrodo de vidrio y el de referencia, observado cuando los electrodos permanecen sumergidos en una misma disolución de composición y temperatura invariables. NOTA.- La deriva puede tener su origen en la variación del potencial de unión líquida del electrodo de referencia, en el potencial de asimetría del electrodo de vidrio o en la inestabilidad de la electrónica del medidor potenciométrico. 4.7 Descarga Acción de verter, infiltrar o depositar o inyectar aguas residuales a un cuerpo receptor en forma continua, intermitente o fortuita, cuando éste es un bien del dominio público de la Nación. 4.8 Desviación estándar experimental Para una serie de n mediciones del mismo mensurando, es la magnitud s que caracteriza la dispersión de los resultados, dado por la fórmula: n s= ∑ (x i =1 i − x) 2 n −1 En donde xi es el resultado de la i-ésima medición y x es la media aritmética de los n resultados considerados. 4.9 Diferencia de potencial de unión líquida Es la diferencia de potencial que existe cuando se ponen en contacto dos disoluciones electrolíticas de composiciones diferentes. Nota: La magnitud de esta diferencia de potencial depende de las velocidades relativas de difusión de todas las especies iónicas de cada lado de la unión líquida. Es frecuente encontrar diferencias de potencial de unión líquida de varias decenas de NMX-AA-008-SCFI-2000 7/31 DGN mV. Una forma de reducir esta diferencia de potencial consiste en utilizar un electrólito como KCl con elevada concentración (> 3,5 M) en una de las disoluciones involucradas en la unión líquida 4.10 Disolución patrón del valor de referencia de pH: Disolución acuosa de monohidrógeno ftalato de potasio cuya concentración es igual a 0,05 mol kg-1 de agua. Su valor asignado de pH, mediante mediciones en celda sin unión líquida, constituye el valor de referencia para la definición de los valores de pH en el intervalo de temperatura de 0 a 95° C. 4.11 Disoluciones operacionales patrón de pH Disoluciones cuyos valores de pH se asignaron por el método de la celda operacional, con unión líquida, con referencia a los valores del patrón de referencia de pH (ver inciso 4.15) a cada temperatura en el intervalo 0°C a 95°C. 4.12 Disoluciones patrón primario de pH Disoluciones acuosas de seis sustancias amortiguadoras de referencia seleccionadas, a las que los valores de pH han sido asignados en el intervalo de temperatura de 0 a 95°C, por mediciones con celdas sin unión líquida. 4.13 Dispositivo de determinación del pH Es el dispositivo constituido por el medidor de pH con el electrodo combinado conectado o con el par electrodo de vidrio y electrodo de referencia externo, conectados, de conformidad con las indicaciones de los fabricantes de los equipos y electrodos. 4.14 Eficiencia electromotriz del electrodo de vidrio A una temperatura especificada, se define como el cociente: βe = E X − ES E X '− E S ' donde EX - ES son los valores de la fuerza electromotriz del montaje electrodo de vidrioelectrodo de calomel sumergido en las disoluciones X y S respectivamente, NMX-AA-008-SCFI-2000 8/31 DGN y EX' - ES' son los valores de fuerza electromotriz observados cuando se sustituye el electrodo de vidrio por el de hidrógeno. NOTA.- 4.15 La eficiencia electromotriz es aproximadamente igual a la pendiente aparente determinada con los medidores de pH modernos cuando se utilizan dos disoluciones patrón de referencia de pH. Cuando la eficiencia electromotriz de un electrodo de vidrio, expresada como valor porcentual, es menor que 95%, el electrodo debe ser reactivado y si no se obtienen resultados satisfactorios, el electrodo debe descartarse. Electrodo de referencia (externo) Electrodo que mantiene un potencial virtualmente invariable en condiciones de realización de mediciones electroquímicas. 4.16 Electrodo de vidrio combinado Electrodo de vidrio que incorpora en su cuerpo el electrodo de referencia externo, generalmente contenido en un tubo concéntrico con el del electrodo de vidrio. 4.17 Electrodo de vidrio para pH Electrodo cuyo potencial depende del pH de la disolución en la que se sumerge, constituido por un tubo de vidrio de alta resistencia cuya extremidad es de vidrio especial en forma de bulbo o de cualquier otra forma apropiada, que contiene una disolución interna de pH invariable en la que se encuentra sumergido un electrodo interno de referencia. 4.18 Electrodo interno de referencia Electrodo de referencia contenido dentro del electrodo de vidrio (ver inciso 4.22). 4.19 Error aleatorio Resultado de una medición menos la medida que resultaría de un número infinito de mediciones del mismo mensurando realizadas bajo condiciones de repetibilidad. 4.20 Error de medición Resultado de un mensurando menos un valor verdadero del mensurando o un valor convencionalmente verdadero. 4.21 Error del electrodo de vidrio NMX-AA-008-SCFI-2000 9/31 DGN Desviación de la respuesta en potencial del electrodo de vidrio con respecto al electrodo de hidrógeno. NOTA.- El error más común es el causado por los iones sodio en disoluciones alcalinas, el cual se considera positivo por convención. Otro error se observa generalmente en disoluciones de pH < 1. 4.22 Error relativo Error de medición dividido por un valor verdadero o convencionalmente verdadero del mensurando. 4.23 Error sistemático Medida que resultaría de un número infinito de mediciones del mismo mensurando realizadas bajo condiciones de repetibilidad menos un valor verdadero del mensurando. 4.24 Exactitud Proximidad de concordancia entre el resultado de una medición y un valor verdadero del mensurando. 4.25 Material de referencia Material o substancia en el cual uno o mas valores de sus propiedades son suficientemente homogéneas y bien definidas, para ser utilizadas para la calibración de aparatos, la evaluación de un método de medición, o para asignar valores a los materiales. 4.26 Material de referencia certificado Material de referencia, acompañado de un certificado, en el cual uno o más valores de las propiedades están certificados por un procedimiento que establece la trazabilidad a una realización exacta de la unidad en la cual se expresan los valores de la propiedad, y en el que cada valor certificado se acompaña de una incertidumbre con un nivel declarado de confianza. 4.27 Medición Conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una magnitud. 4.28 Medidor de pH NMX-AA-008-SCFI-2000 10/31 DGN Voltímetro de alta impedancia de entrada (Z>1012) cuya lectura de potencial se expresa directamente en unidades de pH. 4.29 Mensurando Magnitud particular sujeta a medición. 4.30 Muestra simple La que se tome en el punto de descarga, de manera continua, en día normal de operación que refleje cuantitativa y cualitativamente él o los procesos más representativos de las actividades que generan la descarga, durante el tiempo necesario para completar cuando menos, un volumen suficiente para que se lleven a cabo los análisis necesarios para conocer su composición, aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento de muestreo. 4.31 Parámetro Variable que se utiliza como referencia para determinar la calidad del agua. 4.32 Patrón (de medición) Material de referencia, instrumento de medición, medida materializada o sistema de medición destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o más valores de una magnitud para utilizarse como referencia. 4.33 Patrón de referencia Patrón, en general de la más alta calidad metrológica disponible en un lugar dado, o en una organización determinada del cual se derivan las mediciones realizadas en dicho lugar. 4.34 Patrón de trabajo Patrón que es usado rutinariamente para calibrar o controlar las medidas materializadas, instrumentos de medición o los materiales de referencia. 4.35 Patrón nacional (de medición) NMX-AA-008-SCFI-2000 11/31 DGN Patrón reconocido por una decisión nacional en un país, que sirve de base para asignar valores a otros patrones de la magnitud concerniente. 4.36 Patrón primario Patrón que es designado o reconocido ampliamente como un patrón que tiene las más altas cualidades metrológicas y cuyo valor es aceptado sin referencia a otros patrones de la misma magnitud. 4.37 Patrón secundario Patrón cuyo valor es establecido por comparación con un patrón primario de la misma magnitud. 4.38 Potencial de asimetría del electrodo de vidrio Diferencia de potencial, de variación aleatoria y lenta en el tiempo, que se mide entre las caras interna y externa del electrodo de vidrio cuando los electrodos de referencia interno y externo así como las disoluciones de relleno interna y externa son iguales. NOTA.- Por la existencia del potencial de asimetría es necesario controlar y eventualmente corregir periódicamente la calibración del dispositivo potenciométrico de determinación del pH con el electrodo de vidrio. 4.39 Precisión Es el grado de concordancia entre resultados analíticos individuales cuando el procedimiento analítico se aplica repetidamente a diferentes alícuotas o porciones de una muestra homogénea. Usualmente se expresa en términos del intervalo de: x = x ± t α /2 s n donde: x t α/2 s n es la media calculada a partir de un mínimo de tres mediciones independientes; se emplea el valor de la t de Student para un nivel de significancia del 95 %; es la desviación estándar de la muestra; es el número de réplicas, y NMX-AA-008-SCFI-2000 12/31 DGN x 4.40 es el resultado que incluye el intervalo de confianza. Repetibilidad Es el grado de concordancia obtenido entre determinaciones independientes realizadas bajo las mismas condiciones operativas (analista, tiempo, equipo, laboratorio, reactivo, etc.) 4.41 Reproducibilidad Proximidad de concordancia entre los resultados de mediciones del mismo mensurando realizadas bajo condiciones variables de medición. 4.42 Tiempo de respuesta del electrodo de vidrio Tiempo transcurrido entre el momento en que se sumergen los electrodos en la disolución y el momento en que se estabiliza la lectura de pH. 4.43 Trazabilidad Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas. 4.44 Unión líquida Cualquier tipo de contacto entre dos disoluciones de electrolitos de composiciones diferentes. 4.45 Verificación de la calibración Una verificación periódica de que no han cambiado las condiciones del instrumento en una forma significativa. 5 REACTIVOS Y PATRONES Todos los productos químicos usados en este método deben ser grado reactivo, a menos que se indique otro grado. NMX-AA-008-SCFI-2000 13/31 DGN - Agua: Debe entenderse agua que cumpla con las siguientes características: a) Resistividad, megohm-cm a 25ºC: 0,2 min; b) Conductividad, µS/cm a 25ºC: 5,0 Máx. y c) pH: 5,0 a 8,0. Ácido Clorhídrico concentrado (HCl) Disolución de Acido Clorhídrico (1:9): Adicionar un volumen de Acido Clorhídrico concentrado (sección 6.1) a 9 volúmenes de agua. Disoluciones amortiguadoras comerciales de pH nominal cercano a 4, 7 y 10, cuyo valor de pH se conozca con dos cifras decimales. Carbonato de Calcio bajo en álcali (CaCO3) Cloruro de Potasio (KCl) Disolución comercial de relleno de electrodos de referencia de plata/cloruro, de plata o calomel. Timol cristalizado (5-metilo-2-isopropilofenol) Tetraoxalato de Potasio (KH3 (C2O4) 2.2H2O) Monohidrógenotartrato de Potasio (KHC4H4O6) Hidrógenoftalato de Potasio, (KHC8H4O4) Fosfato de Potasio monobásico, (KH2PO4) Fosfato de Sodio dibásico, (Na2HPO4) Borato de Sodio decahidratado (Na2B4O7.10H2O) Bicarbonato de Sodio (NaHCO3) Hidróxido de Calcio (Ca(OH)2) 5.1 Preparación de disoluciones patrón de pH 5.1.1 Agua para preparar las disoluciones Hervir agua destilada o desionizada durante 15 min y enfriar hasta alcanzar la temperatura ambiente, tapándola para evitar la redisolución de CO2 atmosférico Cloruro de Potasio, utilizada para rellenar electrodos de referencia. Si el pH de esta disolución se encuentra entre 6 y 7, el agua es utilizable para preparar las disoluciones patrón operacional de pH. 5.1.2 Disolución de Tetraoxalato de Potasio (0,049 6 M, pH = 1,64 a 20°C) Pesar aproximadamente y con precisión 12,61 g de Tetraoxalato de Potasio, disolver en agua preparada en el inciso 5.1.1 y aforar a 1 L. La disolución no debe conservarse más de dos meses. 5.1.3 Disolución de Monohidrógenotartrato de Potasio (0,034 M, pH = 3,56 a 20°C) NMX-AA-008-SCFI-2000 14/31 DGN Pesar aproximadamente 10 g de Monohidrógenotartrato de Potasio, agregar agua preparada en el inciso 5.1.1 hasta tener aproximadamente 1 L. Agitar vigorosamente durante algunos minutos para alcanzar la saturación. Dejar el frasco en un baño de agua a 25°C y agitar ocasionalmente hasta que la temperatura de la disolución se equilibre. Separar la disolución transparente por decantación o, de ser necesario, filtrarla. Para preservar la disolución, añadir un cristal de timol por cada 200 mL de disolución. En estas condiciones la disolución puede conservarse aproximadamente 2 meses. 5.1.4 Disolución de hidrógenoftalato de Potasio, (0,049 6 M, pH = 4,00 a 20°C) Secar aproximadamente 20,0 g de hidrógenoftalato de Potasio, durante 2 h a 110°C. Pesar aproximadamente y con precisión 10,13 g del reactivo seco y disolver en agua preparada en el inciso 5.1.1, aforar a 1 L. 5.1.5 Disolución de Fosfatos, (0,024 9 M, pH = 6,87 a 20°C) Secar aproximadamente 5,0 g de Fosfato de Potasio monobásico y 5,0 g de Fosfato de Sodio dibásico durante 2 h a 110-130°C. Pesar aproximadamente y con precisión 3,388 g de Fosfato de Potasio monobásico y 3,534 g de Fosfato de Sodio dibásico, disolver en agua preparada en el inciso 5.1.1 y aforar a 1 L. 5.1.6 Disolución de Borato de Sodio (0,009 96 M, pH = 9,22 a 20°C) Pesar aproximadamente y con precisión 3,80 g de Borato de Sodio, disolver en agua preparada en el inciso 5.1.1 y aforar a 1 L. La disolución debe protegerse contra la absorción del Dióxido de Carbono atmosférico. La porción de disolución utilizada para calibrar el medidor de pH debe descartarse después de 10 min de exposición a la atmósfera. 5.1.7 Disolución de Carbonatos (0,024 9 M, pH = 10,05 a 20°C) Pesar aproximadamente y con precisión 2,092 g de Bicarbonato de Sodio, secar aproximadamente 10 g de carbonato de sodio, (sección 6.4) durante 2 h a 275°C y pesar aproximadamente y con precisión 2,640 g. Disolver ambos reactivos en agua preparada en el inciso 5.1.1 y aforar a 1 L. La disolución debe protegerse contra la absorción del Dióxido de Carbono atmosférico. La porción de disolución utilizada para calibrar el medidor de pH debe descartarse después de 10 min de exposición a la atmósfera. NMX-AA-008-SCFI-2000 15/31 DGN 5.1.8 Disolución de Hidróxido de Calcio, (0,020 25 M a 25°C, pH = 12,60 a 20°C) En una cápsula, calentar lentamente 5 g de Carbonato de Calcio en polvo, hasta 1 000°C y mantener a esta temperatura durante 1 h. Enfriar en desecador. Vaciar en 250 mL de agua manteniendo agitación. Llevar a ebullición manteniendo agitación. Enfriar y filtrar el Hidróxido de Calcio obtenido, con filtro de vidrio sinterizado de porosidad mediana. Secarlo a 110°C, enfriarlo y molerlo hasta tener un polvo fino. En un frasco de polietileno de alta densidad o de Polipropileno de 1L con tapón de cierre hermético, añadir aproximadamente 3 g del polvo, añadir 1 L de agua y poner en agitación a 25°C durante una noche para alcanzar la saturación. Para utilizar la disolución, filtrar la cantidad necesaria con vidrio sinterizado de porosidad media. Descartar la disolución si aparece turbidez. La porción de disolución utilizada para calibrar el medidor de pH debe descartarse después de 10 min de exposición a la atmósfera. NOTAS 1 Si no se efectúan determinaciones de pH arriba de 10, no es necesario preparar la disolución antes descrita. 2 Pueden prepararse cantidades mayores o menores a las indicadas tomando las cantidades proporcionales de reactivos, sin embargo, no deben prepararse volúmenes menores que 250 mL. La disoluciones deben descartarse si se observa la aparición de moho o de turbidez. 6 MATERIALES Todo el material volumétrico utilizado en este procedimiento debe ser clase A con certificado o en su caso debe estar calibrado. NMX-AA-008-SCFI-2000 16/31 DGN - Termómetro que cumpla con las especificaciones establecidas en la norma mexicana NMX-AA-007-SCFI Electrodo comercial de membrana de vidrio o electrodo combinado con compartimiento de referencia rellenable, para uso general, con intervalo de trabajo de pH comprendido por lo menos entre 2 y 12, cuya eficiencia electromotriz sea superior al 95%. NOTA.- Si se utiliza un electrodo combinado, no se requiere el electrodo de referencia externo. Si se efectúan determinaciones de pH en disoluciones muy alcalinas (pH > 10), se recomienda utilizar un electrodo de vidrio, de bajo error por el ion sodio. La temperatura de la disolución problema debe tomarse en cuenta para seleccionar el electrodo de vidrio apropiado para las determinaciones de pH. Para mediciones de pH a temperatura apreciablemente mayor que la temperatura ambiente, se recomienda usar un electrodo de vidrio con elemento de referencia interno de tipo plata-cloruro de plata. - Electrodo de referencia externo: Pueden utilizarse indistintamente un electrodo comercial (rellenable) de calomel con cloruro de potasio 3,5 M o saturado o uno de plata/cloruro de plata con disolución de relleno de KCl de concentración no menor que 1 M. NOTA.- Para limitar errores causados por cambio de temperatura, se recomienda utilizar un electrodo de referencia externo del mismo tipo que el electrodo de referencia interno del electrodo de vidrio. Pueden utilizarse electrodos de referencia de otros tipos siempre que se compruebe el correcto funcionamiento del dispositivo de determinación del pH. No se recomienda utilizar un electrodo de referencia de calomel cuando se determina pH en disoluciones cuya temperatura varía apreciablemente de una a otra. - Barra magnética revestida de PTFE. NMX-AA-008-SCFI-2000 17/31 DGN - - 7 - - Frascos para muestreo, de polietileno de alta densidad de pared gruesa o de vidrio, de boca ancha, de 100 mL a 250 mL de capacidad, provistos con tapón de cierre hermético. Conservación de los electrodos: Cuando no se utilizan, los electrodos deben conservarse de acuerdo a las recomendaciones de los fabricantes, o, en su defecto, los electrodos de vidrio deben conservarse en una disolución diluida de ácido clorhídrico 0,000 1 M (pH cercano de 4) o en una disolución preparada por adición de 1 mL de la disolución amortiguadora de hidrógenoftalato de potasio a 100 mL de agua. Los electrodos de referencia deben conservarse en disoluciones de cloruro de potasio de la misma concentración que la de su disolución de relleno. Los electrodos de vidrio combinados deben conservarse en una disolución de cloruro de potasio de concentración mayor o igual a 3,5 M y con un contenido de 5% de la disolución amortiguadora de hidrógenoftalato de potasio. Dispositivo de medición de conductividad electrolítica de acuerdo a lo establecido en la norma mexicana NMX-AA-093-SCFI (ver 2 Referencias). EQUIPO Potenciómetro para determinación del pH en el laboratorio con escala de lectura analógica o digital, con error y resolución menor o igual a 0,02 unidades de pH, con compensador de temperatura manual o automático y corrección de pendiente. También debe permitir lecturas de diferencia de potencial con resolución menor o igual a 1 mV. Para determinaciones en el campo, se requiere de un equipo portátil que posea las mismas características que el equipo de laboratorio, y Agitador magnético. 8 RECOLECCION, MUESTRAS PRESERVACION Y ALMACENAMIENTO DE 8.1 Cuando sea posible, se efectúa la determinación de pH directamente en el punto de muestreo sin extraer muestra, sumergiendo los electrodos en el cuerpo de agua. Cuando sea preciso extraer una muestra, se toma un volumen mínimo de 100 mL en un envase de polietileno o de vidrio limpio y se determina pH de inmediato. 8.2 Para determinaciones de pH en el laboratorio, después de registrar la temperatura del agua en el punto de muestreo, se toma un volumen NMX-AA-008-SCFI-2000 18/31 DGN mínimo de 100 mL de muestra en un recipiente de vidrio borosilicato limpio recubierto externamente con pintura negra para reducir las reacciones de fotosíntesis. El recipiente debe llenarse completamente con la muestra y taparse de forma que no quede aire en contacto con la muestra. No debe añadirse aditivo alguno. El transporte de la muestra al laboratorio debe efectuarse de inmediato en condiciones de refrigeración a 4°C. La determinación del pH en el laboratorio debe efectuarse de inmediato después de la recepción de la muestra, a la misma temperatura que la del punto de muestreo. El tiempo transcurrido entre el muestreo y la determinación no debe exceder de 2 h y señalarse en el informe final de laboratorio así como la temperatura a la que se efectuó la determinación. 9 CONTROL DE CALIDAD 9.1 Cada laboratorio que utilice este método está obligado a operar un programa de control de calidad (CC) formal. 9.2 Es obligatorio para el laboratorio mantener los siguientes registros: - Los nombres y títulos de los analistas que ejecutaron los análisis y el encargado de control de calidad que verificó los análisis, y Las bitácoras manuscritas del analista y del equipo en los que se contengan los siguientes datos: a) b) c) d) e) f) g) h) Identificación de la muestra; Fecha del análisis; Procedimiento cronológico utilizado; Cantidad de muestra utilizada; Número de muestras de control de calidad analizadas; Trazabilidad de las calibraciones de los instrumentos de medición; Evidencia de la aceptación o rechazo de los resultados, y Además el laboratorio debe mantener la información original reportada por los equipos en disquetes o en otros respaldos de información. De tal forma que permita a un evaluador externo reconstruir cada determinación NMX-AA-008-SCFI-2000 19/31 DGN mediante el seguimiento de la información desde la recepción de la muestra hasta el resultado final. 9.3 Cada vez que se adquiera nuevo material volumétrico debe de realizarse la verificación de la calibración de éste tomando una muestra representativa del lote adquirido. 10 CALIBRACIÓN 10.1 Calibración del dispositivo de determinación del pH Seleccionar dos disoluciones patrón de pH cuyos valores encierren el valor de pH esperado para la muestra problema y que estén a la misma temperatura (± 2°C) que esta última. La diferencia de pH entre las disoluciones patrón seleccionadas debe situarse aproximadamente entre 2 y 3 unidades. De cada disolución se transfiere una porción apropiada a un recipiente limpio. NOTA.- Un valor aproximado del pH de la disolución problema puede obtenerse con papel pH universal. Para determinaciones en el laboratorio, si la temperatura a la que se debe determinar el pH de la muestra problema difiere en más de 2°C de la temperatura ambiente, es preciso llevar las disoluciones patrón de pH, la disolución problema, los electrodos y el agua para el enjuague de los mismos a dicha temperatura. 10.2 Registrar la temperatura de las disoluciones patrón de pH y de la disolución problema. 10.3 Retirar los electrodos de su disolución de conservación. Enjuagarlos completa y cuidadosamente con agua y secarlos con papel absorbente suave, sin tallar. NMX-AA-008-SCFI-2000 20/31 DGN 10.4 Con el dispositivo de determinación de pH listo para operar de acuerdo con las instrucciones de los fabricantes de los electrodos y del medidor de pH, sumergir los electrodos en la primera porción de disolución patrón de pH, de ser posible, agitar suavemente la disolución con el agitador magnético y la barra magnética, esperar entre 1 y 2 min que se estabilice la respuesta del dispositivo de determinación. Ajustar la lectura del aparato de medición con el botón de calibración hasta obtener el valor de pH asignado para la temperatura de la disolución. Si se utiliza una disolución patrón operacional de pH, el valor de pH se obtiene directamente en la tabla 1. NMX-AA-008-SCFI-2000 21/31 DGN TABLA 1.- Valores de pH de disoluciones patrón operacionales Disolución patrón de referencia operacional Temperatura en °C 0 5 10 15 20 25 30 37 40 50 60 70 80 90 95 Tetraoxalato de potasio 0,05 mol/kg (a) - - 1,64 1,64 1,64 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 1,66 1,67 1,69 1,72 1,73 Hidrógeno tartrato de Potasio Saturado (25 °C) - - - - - 3,56 3,55 3,54 3,54 3,54 3,55 3,57 3,60 3,63 3,65 Hidrógeno ftalato de potasio 0,05 mol/kg 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,01 4,01 4,02 4,03 4,05 4,08 4,12 4,16 4,21 4,24 Hidrógeno fosfato de disodio 0,025 mol/kg + dihidrógeno fosfato de potasio 0,025 mol/kg 6,96 6,94 6,91 6,90 6,87 6,86 6,84 6,83 6,82 6,81 6,82 6,83 6,85 6,90 6,92 Tetraborato de disodio 0,01 mol/kg (Na2B4O7) 9,45 9,39 9,33 9,28 9,23 9,18 9,14 9,09 9,07 9,01 8,97 8,93 8,91 8,90 8,89 Hidrógeno carbonato de sodio 0,025 mol/kg + carbonato de sodio 0,025 mol/kg 10,27 10,21 10,15 10,10 10,05 9,99 9,95 9,89 9,87 9,80 9,75 9,73 9,73 9,75 9,77 Hidróxido de calcio saturado a 20°C 13,36 13,16 12,97 12,78 12,60 12,43 12,27 12,05 11,96 11,68 11,42 11,19 10,98 10,80 10,71 a, Trihidrógeno dioxalato de potasio KH3C4O8 ; NOTA.- Las disoluciones patrón de Borato de Sodio, Carbonato e Hidróxido de Calcio, tienen un coeficiente de temperatura grande por lo que la temperatura de estos patrones debe registrarse con precisión de 1°C y obtenerse el pH asignado por interpolación entre los valores reportados en la tabla 1 o en las tablas proporcionadas por los fabricantes de los patrones comerciales utilizados. NMX-AA-008-SCFI-2000 22/31 DGN 10.5 Retirar los electrodos de la disolución anterior, enjuagarlos cuidadosamente con agua y secarlos como se indica en el inciso 10.3. 10.6 Repetir 9.4 con la segunda porción de disolución patrón de pH. Ajustar la lectura del aparato de medición con el botón de corrección de pendiente hasta obtener el valor de pH asignado. 10.7 Repetir lo indicado en los incisos 10.4 a 10.6 para verificar y eventualmente rectificar los valores de calibración hasta que las lecturas de pH no difieran en más de 0,02 unidad al sustituir una disolución patrón por la otra. NOTA.- Verificar que el valor de pendiente del electrodo no difiere en más de 5% del valor ideal. De ser necesario, investigar la causa del mal funcionamiento y corregir antes de proseguir con la calibración. 11 PROCEDIMIENTO 11.1 Se determina la conductividad de la disolución problema de acuerdo a lo establecido en la norma mexicana NMX-AA-093-SCFI (ver 2 Referencias). El valor obtenido no debe ser menor que 0,1 mS/cm ni mayor que 15 mS/cm a la temperatura ambiente. El dispositivo de determinación del pH debe estar calibrado de acuerdo a lo indicado en el inciso 10.1. De ser necesario, llevar la muestra problema a la temperatura requerida para efectuar la determinación. Dicha temperatura no debe diferir en más de 2°C de la de las disoluciones patrón de pH utilizadas para la calibración. 11.2 Enjuagar cuidadosamente los electrodos con agua. Transferir una porción de la disolución problema a un recipiente limpio de tamaño apropiado. 11.3 De acuerdo con las instrucciones del fabricante, sumergir los electrodos en una porción de la muestra problema durante 1 min para acondicionar el electrodo de vidrio; de ser posible, agitar suavemente con el agitador y la barra magnética. Retirar los electrodos de la disolución, secarlos con papel absorbente, sin enjuagarlos y sin tallar. NOTA.- En caso de agitación mecánica de la disolución, debe tenerse cuidado para evitar la pérdida o disolución de gases ácidos o alcalinos por intercambios con la atmósfera. NMX-AA-008-SCFI-2000 23/31 DGN 11.4 Sumergir los electrodos en una porción fresca de la muestra problema. De ser posible, agitar suavemente la disolución con el agitador magnético. Esperar que la lectura de pH se estabilice (variación de lectura menor que 0,02 unidad de pH en un lapso no mayor de 1 min). NOTA.- En las disoluciones problema de bajo amortiguamiento y conductividad electrolítica, el tiempo de alcance del equilibrio de lectura de pH puede ser mayor que 1 min; además es posible que se observe que las lecturas de pH con agitación difieren de los valores leídos en la misma disolución en reposo. En tal caso, debe tomarse la lectura de pH en la disolución en reposo. Si la deriva de lectura por agitación es mayor que 0,03 unidad de pH, es posible que el electrodo de referencia no sea el apropiado para efectuar determinaciones en disoluciones de baja conductividad. 11.5 Repetir lo indicado en el inciso 11.4 con otra porción fresca de la muestra problema. Si la lectura difiere en más que 0,02 unidad de pH con respecto del valor registrado en el inciso 11.4, se repite con otra porción fresca de la muestra problema. NOTA.- una mala repetibilidad en las determinaciones puede deberse a que el dispositivo de determinación del pH no se encuentra en condiciones óptimas de operación y debe investigarse la causa. En las disoluciones problema de bajo amortiguamiento y conductividad electrolítica, puede ser necesario repetir lo indicado en el inciso 11.4 de tres hasta seis veces hasta tener lectura sucesivas de pH que difieran en menos de 0,1 unidad. 11.6 Registrar los dos valores sucesivos de pH y la temperatura de la muestra. 11.7 Si la temperatura de la muestra difiere en más de 2ºC, de la de la disolución amortiguadora, puede corregirse el pH determinado por ajuste con el compensador automático o manual del equipo de medición de conformidad con las instrucciones del fabricante del equipo medidor. No se recomienda efectuar correcciones cuando la diferencia de temperatura entre disoluciones patrón y disolución problema es mayor que 10°C. En tal caso, debe procurarse equilibrar la temperatura de las disoluciones patrón de pH con la de la muestra problema. 11.8 Después de las determinaciones, si los electrodos se ensuciaron por inmersión en aguas residuales, éstos deben limpiarse de acuerdo a lo NMX-AA-008-SCFI-2000 24/31 DGN indicado en el inciso 13.6. Los electrodos limpios se regresan a su disolución respectiva de conservación. Las disoluciones patrón de pH utilizadas para la calibración se descartan. 12 CÁLCULOS 12.1 Registrar las dos lecturas de pH con dos cifras decimales así como la temperatura de la muestra. 12.2 Informar el método de calibración del dispositivo de determinación del pH de la forma siguiente: "Sistema calibrado con dos patrones operacionales: pH (patrón 1) =….. pH (patrón 2) = ..... Valor de la pendiente :… Temperatura: .....°C 12.3 Informar la temperatura a la que se ha determinado el pH de la disolución problema con aproximación al °C más cercano. 12.4 Informar la hora a la que se tomó la muestra y a la que se efectuó la determinación. 12.5 Anexar el valor de conductividad electrolítica y la temperatura de la determinación. 13 INTERFERENCIAS 13.1 El dispositivo de determinación del pH con el electrodo de vidrio proporciona determinaciones confiables de pH en la mayoría de las disoluciones acuosas y en general está relativamente libre de interferencias debidas al color, turbidez, materia coloidal, sustancias oxidantes o reductoras. 13.2 Deben observarse las recomendaciones de uso y mantenimiento dadas por los fabricantes de los electrodos de vidrio y de referencia. Los electrodos de vidrio nuevos, conservados secos o reactivados deben acondicionarse dejándolos sumergidos en agua o en la disolución NMX-AA-008-SCFI-2000 25/31 DGN apropiada recomendada por el fabricante por lo menos durante 24 h antes de utilizarse. 13.3 Una causa frecuente de error en la determinación del pH se debe a inestabilidad o a falta de reproducibilidad en el potencial de unión líquida del electrodo de referencia externo. Para mantener un potencial de unión líquida pequeño y reproducible, debe asegurarse un libre flujo del electrolito de relleno de los electrodos de referencia hacia la disolución en la que se sumerge. Por lo anterior, los electrodos de referencia deben sumergirse a una profundidad tal que el nivel del líquido de relleno siempre esté arriba del nivel de la disolución en la que se sumergen. Durante las determinaciones el tapón del orificio de relleno del electrodo de referencia debe estar abierto. Cuando sea preciso rellenar un electrodo, debe utilizarse la disolución apropiada de misma composición que la del electrodo nuevo. 13.4 Si se utiliza un electrodo de referencia de calomel saturado de KCl cuando se efectúan determinaciones de pH en disoluciones cuya temperatura varía apreciablemente de una a otra, es preciso controlar la saturación permanente de la disolución interna del electrodo en cada disolución utilizada. Debe dejarse estabilizar el electrodo a la nueva temperatura de la disolución durante 5 a 10 min antes de efectuar una calibración o una lectura de pH. La transferencia de un electrodo de calomel saturado con KCl, de una disolución a otra de menor temperatura, puede provocar la obstrucción de la unión líquida por cristalización de KCl. Este problema se resuelve sumergiendo el electrodo un tiempo suficiente en agua pura. 13.5 Los electrodos de referencia de calomel o de Plata-Cloruro de Plata con pastilla de cerámica porosa o de fibra no deben sumergirse directamente en disoluciones que contienen iones Plata, Perclorato, Sulfuro, Cianuro, Bromuro o Yoduro ya que se forman sales insolubles que obstruyen la unión líquida y producen potenciales de unión líquida no reproducibles e inestables. En estos casos deben usarse electrodos con doble unión líquida renovable. El problema de obstrucción de la unión líquida del electrodo de referencia es generalmente la causa de la observación de lecturas de pH que difieren cuando la disolución es inmóvil o cuando se agita. 13.6 Si se presentan dificultades para realizar la calibración, si se observan lecturas inestables o si el tiempo de respuesta del electrodo de vidrio es exagerado, ello puede ser una indicación de la contaminación del bulbo de vidrio o la obstrucción de la unión líquida del electrodo de referencia externo por grasas o aceites. En tal caso, lavar los electrodos con una disolución de un detergente suave, enjuagarlos con agua y sumergirlos en NMX-AA-008-SCFI-2000 26/31 DGN una disolución de ácido clorhídrico (1:9). Finalmente los electrodos se enjuagan con agua. Si no se obtienen resultados satisfactorios, el problema puede deberse a la obstrucción de la unión líquida del electrodo de referencia externo por precipitados. En tal caso, aunque puede intentarse una restauración de la unión líquida por tratamiento químico, es preferible sustituir el electrodo de referencia defectuoso por uno nuevo. 13.7 El método no es aplicable a la determinación del pH de las disoluciones con alto contenido en sales (conductividad > aprox. 15 mS/cm). Tampoco es aplicable a disoluciones acuosas con alto contenido de sólidos en suspensión o a mezclas hidro-orgánicas. 13.8 Aunque el método puede dar resultados satisfactorios con aguas naturales cuyas conductividades sean menores que 0,1 mS/cm, debe tenerse en cuenta que para estas aguas, es preciso realizar un control más estricto del dispositivo de determinación del pH que el que se describe en el inciso 10.4. NOTA.- Para estas aguas, es preciso elaborar otra norma basada en los trabajos recientes de determinación del pH en aguas naturales de baja conductividad o bajo amortiguamiento. 13.9 La respuesta en potencial de los electrodos de vidrio para uso general deja de ser lineal en función del pH cuando pH < 1 o pH > 10. El error de los electrodos de vidrio especiales para medio alcalino es menor que el de los electrodos para uso general. Dichos electrodos extienden su dominio de respuesta lineal hasta pH 12 o 13. 13.10 Un electrodo de vidrio cuya sensibilidad de respuesta a las variaciones de pH sea menor del 95 % de su valor teórico indicado en la tabla 2 o cuyo tiempo de respuesta sea demasiado largo (mayor de 2 min) conduce a incertidumbre de lectura que pueden rebasar los 0,02 a 0,05 unidad de pH. En tal caso, se puede intentar reactivar la respuesta del electrodo. TABLA 2.- Temperatura (°C) ln(10)RT/F (V-1) Temperatura (°C) Valores de ln(10) RT/F en función de la temperatura 0 0,054 20 35 5 10 0,055 19 0,056 18 40 45 15 0,057 17 50 20 0,058 17 55 25 0,059 16 60 30 0,060 15 NMX-AA-008-SCFI-2000 27/31 DGN ln(10)RT/F (V-1) 0,061 14 0,062 13 0,063 13 0,064 12 0,065 11 0,066 10 13.11 Las disoluciones de bajo índice de amortiguamiento cuyo pH sea mayor que 5,6 son sensibles al intercambio de gas carbónico con la atmósfera y deben protegerse de la pérdida o disolución de gas carbónico durante las determinaciones. Las disoluciones de pH mayor que 9 absorben rápidamente el dióxido de carbono de la atmósfera por lo que no deben exponerse a la atmósfera por tiempo más largo que el estrictamente necesario para efectuar las determinaciones de pH 14 SEGURIDAD 14.1 No ha sido determinada la carcinogenicidad de todos los reactivos, por lo que cada sustancia química debe tratarse como peligro potencial a la salud. La exposición a estas sustancias debe reducirse al menor nivel posible. Se sugiere que el laboratorio realice inspecciones de higiene ocupacional de cada reactivo a los que pueda estar expuesto el analista y que dichos resultados estén a su disposición. 14.2 Este método puede no mencionar todas las normas de seguridad asociadas con su uso. El laboratorio es responsable de mantener un ambiente de trabajo seguro y un archivo de las normas de seguridad respecto a la exposición y manejo seguro de las sustancias químicas especificadas en éste método. Debe tenerse un archivo de referencia de las hojas de información de seguridad el cual debe estar disponible a todo el personal involucrado en estos análisis. 15 MANEJO DE RESIDUOS 15.1 Es responsabilidad del laboratorio cumplir con todos los reglamentos federales, estatales y locales referentes al manejo de residuos, particularmente las reglas de identificación, almacenamiento y disposición de residuos peligrosos. NMX-AA-008-SCFI-2000 28/31 DGN 15.2 En pruebas de campo, después de realizar la determinación, la muestra que se haya tomado se regresa al cuerpo de agua muestreado. 16 BIBLIOGRAFÍA NOM-001-ECOL-1996 Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 6 de enero de 1997. NOM-002-ECOL-1996 Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano y municipal, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 3 de junio de 1998. NOM-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades de Medida, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 14 de octubre de 1993 NOM-127-SSA1-1994 Salud ambiental, agua para uso y consumo humanolimites permisibles de calidad y tratamientos a que debe someterse el agua para su potabilizacion, publicada en el Diario Oficial de la Federación, 18 de enero de 1996. NMX-AA-003-1980 Aguas residuales.- Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 25 de marzo de 1980. NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores.- Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 5 de septiembre de 1980. NMX-AA-089/1-1986 Protección al ambiente - Calidad del agua - Vocabulario - NMX-AA-008-SCFI-2000 29/31 DGN Parte 1. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 15 de julio de 1986 NMX-AA-115-SCFI-2000 Análisis de agua.- Criterios generales para el control de la calidad de resultados analíticos. NMX-AA-116-SCFI-2000 Análisis de agua - Guía de solicitud para la presentación de métodos alternos. ASTM Designation: D 1293 - 84, “Standard Test Method for pH in Water”, American Society for Testing and Materials, USA, ASTM Committee on Standards, Philadelphia PA, 1994. ASTM Designation: E 70 - 90, “Standard Test Method for pH of Aqueous Solutions with the Glass Electrode”, American Society for Testing and Materials, USA, ASTM Committee on Standards, Philadelphia PA, 1994. Método 150.1 EPA-600/4-79-020 Revised 1983 + Método 4500-H B “pH Value, Electrometric Method”,“ en “Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater”, American Public Health Association, USA, Washington, DC 20005, 19th Edition 1995, 4-65 - 4-69. (a) Bates, R. G., Determination of pH. Theory and Practice, 2nd Edn., Wiley, New York, 1973. (b) A.K. Covington, R.G. Bates, R.A. Durst "Definition of pH Scales, Standard Reference Values, Measurement of pH and Related Terminology", Pure & Appl. Chem., 57, (1985), 531-542. 17 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta norma mexicana no es equivalente a ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su elaboración. NMX-AA-008-SCFI-2000 30/31 DGN APÉNDICE INFORMATIVO A Cálculo de la pendiente aparente del electrodo de vidrio y estimación de la eficiencia electromotriz De las operaciones realizadas en el inciso 10.4 se obtienen los valores de potencial E1 y E2 que corresponden respectivamente a las disoluciones de Hidrógenoftalato de Potasio y de Borato de Sodio, cuyos valores de pH asignados son respectivamente pH(P1)t y pH(P2)t a la temperatura, t, de trabajo registrada. La pendiente aparente, m(t), del electrodo se calcula mediante la fórmula: m( t ) = E2 − E1 pH( P2 ) t − pH( P1 ) t donde E1 y E2 se expresan en volt. Si la prueba de respuesta del electrodo de vidrio descrita en la sección 9.4 es satisfactoria, se puede obtener una estimación aceptable de la eficiencia electromotriz, del electrodo: 5 040 m(t) / (273,5 + t) (5 040 = F/ln(10) R) Si el valor de es menor que 0,95 el electrodo debe ser reactivado o sustituido por uno nuevo. NMX-AA-008-SCFI-2000 31/31 DGN MÉXICO D.F., A LA DIRECTORA GENERAL DE NORMAS. CARMEN QUINTANILLA MADERO. JADS/AFO/DLR/MRG. NMX-AA-008-SCFI-2000 ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DEL pH - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-008-1980) WATER ANALYSIS - DETERMINATION OF pH - TEST METHOD NMX-AA-008-SCFI-2000 DGN PREFACIO En la elaboración de la presente norma mexicana participaron las siguientes empresas e instituciones: - CASA ROCAS, S.A. - CENTRO DE SERVICIOS QUIMICOS DE AGUASCALIENTES - CENTRO NACIONAL DE METROLOGIA - COMISION ESTATAL DE AGUA Y SANEAMIENTO - COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD - COMISION NACIONAL DEL AGUA. - COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN AL AMBIENTE - CORPORACION MEXICANA DE INVESTIGACION EN MATERIALES - FISHER SCIENTIFIC MEXICANA S.A. DE C.V. - GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL. Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica; Dirección General de Normatividad y Apoyo Técnico. - INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. NMX-AA-008-SCFI-2000 DGN - INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO - INSTITUTO TECNOLOGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES Campo Monterrey. - LABORATORIO DE ECOLOGIA INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO DE PEMEX PERFORACION Y MANTENIMIENTO DE POZOS - LABORATORIO DE QUIMICA DEL MEDIO E INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO IDECA, S.A. DE C.V. - LABORATORIO QUIMICO INDUSTRIAL. - LABORATORIOS ABC QUIMICA, INVESTIGACION Y ANALISIS, S.A. DE C.V - MERCK- MÉXICO, S.A. - NOVAMANN, S.A. DE C.V. Laboratorio Control Químico. - PERKIN ELMER DE MEXICO, S.A. - PETROQUÍMICA CANGREJERA, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA MORELOS, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA PAJARITOS, S.A. DE C.V. NMX-AA-008-SCFI-2000 DGN - PROTECCIÓN AMBIENTAL Y ECOLOGÍA, S.A. DE C.V. - SECRETARÍA DE SALUD - SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE, RECURSOS NATURALES Y PESCA Instituto Nacional de Ecología; Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. - SERVICIOS AMBIENTALES MULTIPLES E INGENIERIA, S.A. DE C.V. - SERVICIOS DE INGENIERIA Y CONSULTORIA AMBIENTAL - SISTEMA INTERMUNICIPAL DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA Unidad Azcapotzalco. - UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Química; Instituto de Geofísica; Instituto de Ingeniería. - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO - VARIAN, S.A. DE C.V. ÍNDICE DEL CONTENIDO Número del capítulo 0 Introducción Página 1 NMX-AA-008-SCFI-2000 DGN 1 Objetivo y campo de aplicación 3 2 Referencias 3 3 Principio 3 4 Definiciones 5 5 Reactivos y patrones 13 6 Materiales 16 7 Equipo 18 8 Recolección, preservación y almacenamiento de muestras 18 9 Control de calidad 19 10 Calibración 20 11 Procedimiento 22 12 Cálculos 24 13 Interferencias 24 14 Seguridad 27 15 Manejo de residuos 28 16 Bibliografía 28 17 Concordancia con normas internacionales 30 Apéndice informativo A 30 Regresar. NMX-AA-007-1980 NMX-AA-007-SCFI-2000 DGN ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA007-1980) WATER ANALYSIS - DETERMINATION OF TEMPERATURE IN NATURAL, WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED TEST METHOD 0 INTRODUCCIÓN La temperatura termodinámica, también denominada temperatura absoluta, es una de las magnitudes fundamentales que definen el Sistema Internacional de Unidades (SI) y cuya unidad es el grado kelvin simbolizado como K. Esta unidad se utiliza tanto para expresar valores de temperatura termodinámica como intervalos de temperatura. Por acuerdo del Comité Internacional de Pesas y Medidas en 1989, la Escala Internacional de Temperatura (ITS-90) se define operacionalmente en términos de técnicas de medición por termometría de presión de vapor, termometría de gas, termometría con resistencia de platino y pirometría óptica. Es usual expresar la temperatura con base en la escala Celsius (°C), definida con relación a la temperatura termodinámica por: t (°Celsius) = T (kelvin) - 273,15 K El grado Celsius es una unidad de temperatura de magnitud idéntica al grado kelvin. Sobre la escala Celsius, la temperatura de fusión del agua pura a la presión de 101,325 kPa, es igual a 0 °C y la ebullición del agua, a la misma presión, es igual a 100 °C. El método de prueba normado establece el procedimiento para realizar la medición en el sitio donde se encuentra el agua, y el resultado se expresa en grados centígrados (ºC). NMX-AA-007-SCFI-2000 2/24 DGN Las temperaturas elevadas en el agua son indicadores de actividad biológica, química y física en el agua, lo anterior tiene influencia en los tratamientos y abastecimientos para el agua, así como en la evaluación limnológica de un cuerpo de agua, por lo que es necesario medir la temperatura como un indicador de la presencia de compuestos y contaminantes en el agua, a través del método de prueba que se establece en la presente Norma Mexicana. El valor de temperatura es un criterio de calidad del agua para la protección de la vida acuática y para las fuentes de abastecimiento de agua potable, es también un parámetro establecido como límite máximo permitido en las descargas de aguas residuales y una especificación de importancia en los cálculos de balance de energía y de calor de los procesos industriales. Para la aplicación de la presente norma es indispensable contar con un instrumento de medición certificado o trazado a uno certificado. 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma mexicana establece el método de prueba para la determinación de la temperatura, cuando se usan instrumentos de medición directa o instrumentos que indican expansiones o fuerzas proporcionales en los cambios de temperatura, en aguas naturales superficiales o de poca profundidad, en aguas residuales y residuales tratadas, con incertidumbre estimada en ± 0,2°C en el intervalo comprendido entre 0°C y 80°C; también es aplicable a la determinación de la temperatura de soluciones en las operaciones generales del laboratorio de análisis de aguas en el intervalo de 0°C a 100°C y para efectuar el control de calibración del material volumétrico. El método no es aplicable a la determinación de la temperatura en aguas profundas ni tampoco a aguas industriales sobrecalentadas o sometidas a altas presiones. 2 REFERENCIAS Para la correcta aplicación de esta norma se deben consultar la siguiente norma oficial mexicana y normas mexicanas o las que las sustituyan: NOM-011-SCFI-1993 Instrumentos de medición - Termómetros de líquido en vidrio para usos generales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 15 de octubre de 1993. NMX-AA-003-1980 Aguas residuales.- Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 25 de marzo de 1980. NMX-AA-007-SCFI-2000 3/24 DGN NMX-AA-014-1980 3 Cuerpos receptores.- Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 5 de septiembre de 1980. PRINCIPIO El principio se basa en las propiedades de la materia de dilatarse o contraerse con los cambios de temperatura ó a propiedades eléctricas y físicas de los materiales con los que se realizará la medición; estas propiedades son siempre las mismas para una temperatura dada lo que permite graduar los instrumentos de medición. La temperatura se mide con un instrumento debidamente calibrado y debe efectuarse en el lugar de muestreo. 4 DEFINICIONES Para los propósitos de esta norma se establecen las siguientes definiciones: 4.1 Aguas naturales Agua cruda, subterránea, de lluvia, de tormenta, de tormenta residual y superficial. 4.2 Aguas residuales Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, agrícolas, pecuarias, domésticos y similares, así como la mezcla de ellas. 4.3 Amplitud de gama Diferencia algebraica entre los límites de medición. 4.4 Bitácora Cuaderno de laboratorio debidamente foliado e identificado, en el cual los analistas anotan todos los datos de los procedimientos que siguen en el análisis de una NMX-AA-007-SCFI-2000 4/24 DGN muestra, así como todas las informaciones pertinentes y relevantes a su trabajo en el laboratorio. Es a partir de dichas bitácoras que los inspectores pueden reconstruir el proceso de análisis de una muestra tiempo después de que se llevó a cabo. 4.5 Calibración Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones, efectuando una corrección del instrumento de medición para llevarlo a las condiciones iniciales de funcionamiento. 4.6 Descarga Acción de verter, infiltrar, depositar o inyectar aguas residuales a un cuerpo receptor en forma continua, intermitente o fortuita, cuando éste es un bien del dominio público de la Nación. 4.7 Desviación estándar experimental Para una serie de n mediciones del mismo mensurando, es la magnitud s que caracteriza la dispersión de los resultados, dado por la fórmula: n s= ∑ (x i =1 i − x) 2 n −1 En donde xi es el resultado de la i-ésima medición y x es la media aritmética de los n resultados considerados. 4.8 Escala Internacional de Temperatura 1990 (ITS-90) Es la escala de temperatura adoptada por el Comité Internacional sobre Pesas y Medidas en 1989, que se define operacionalmente en términos de técnicas termométricas aplicables en intervalos definidos de temperatura. NMX-AA-007-SCFI-2000 5/24 DGN 4.9 Grado Celsius Es la unidad de la escala de temperatura definida por el punto del hielo fundente al que se le atribuye el valor de cero grados (0°C) y el de ebullición del agua al que se le atribuye el valor cien grados (100°C), ambos puntos determinados a la presión de 101,325 kPa. 4.10 Grado Fahrenheit Es la unidad de la escala de temperatura utilizada comúnmente en Estados Unidos de Norte América. Para esta escala, se atribuye el valor de 32 °F al punto del hielo fundente y el valor de 212 °F al de ebullición del agua, ambos puntos determinados a la presión de 101,325 kPa. La relación entre la temperatura expresada en grado Fahrenheit y en grado Celsius es: t(Fahrenheit) = (9/5) t (Celsius) + 32 4.11 Grado kelvin Es la unidad de la escala de temperatura del Sistema Internacional de Unidades cuyo símbolo es K. La escala de temperatura kelvin se define por asignación del valor igual a 273,16 K a la temperatura del punto triple del agua. 4.12 Instrumentos o termómetros que indican proporcionales en los cambios de temperatura expansiones o fuerzas Las expansiones o fuerzas proporcionales a los cambios de temperatura, dentro de la gama de construcción y calibración del instrumento, son registrados por sistemas amplificadores mecánicos, eléctricos, electrónicos o combinación de ellos, para obtener las lecturas de temperatura. 4.13 Material de referencia Material o substancia en el cual uno o mas valores de sus propiedades son suficientemente homogéneas y bien definidas, para ser utilizadas para la calibración de aparatos, la evaluación de un método de medición, o para asignar valores a los materiales. NMX-AA-007-SCFI-2000 6/24 DGN 4.14 Material de referencia certificado Material de referencia, acompañado de un certificado, en el cual uno o más valores de las propiedades están certificados por un procedimiento que establece la trazabilidad a una realización exacta de la unidad en la cual se expresan los valores de la propiedad, y en el que cada valor certificado se acompaña de una incertidumbre con un nivel declarado de confianza. 4.15 Medición Conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una magnitud. 4.16 Mensurando Magnitud particular sujeta a medición. 4.17 Muestra simple La que se tome en el punto de descarga, de manera continua, en día normal de operación que refleje cuantitativa y cualitativamente él o los procesos más representativos de las actividades que generan la descarga, durante el tiempo necesario para completar cuando menos, un volumen suficiente para que se lleven a cabo los análisis necesarios para conocer su composición, aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento de muestreo. 4.18 Precisión Es el grado de concordancia entre resultados analíticos individuales cuando el procedimiento analítico se aplica repetidamente a diferentes alícuotas o porciones de una muestra homogénea. Usualmente se expresa en términos del intervalo de confianza o incertidumbre: NMX-AA-007-SCFI-2000 7/24 DGN x = x ± t α /2 s n donde: x t α/2 s n x 4.19 es la media calculada a partir de un mínimo de tres mediciones independientes; se emplea el valor de la t de Student para un nivel de significancia del 95%; es la desviación estándar de la muestra; es el número de réplicas, y es el resultado que incluye el intervalo de confianza. Punto del hielo fundente Punto de temperatura fija, obtenido por el equilibrio entre hielo y agua saturada con aire a la presión de 101,325 kPa y cuyo valor es igual a 0°C o a 273,15 K sobre la Escala Internacional de Temperatura Práctica ITS-90. 4.20 Temperatura Potencial o grado calorífico referido a un cierto cuerpo. 4.21 Termómetro Instrumento que usualmente se pone en contacto con la sustancia cuya temperatura desea conocerse hasta que se alcance el equilibrio térmico. Dicho dispositivo, cuando está correctamente calibrado, permite obtener indirectamente el valor de temperatura, midiendo el cambio de alguna propiedad de un constituyente del mismo termómetro que varía monotónicamente con la temperatura. 4.22 Termómetro de inmersión completa Termómetro de líquido en vidrio, diseñado para indicar valores correctos de temperatura cuando el cuerpo completo del termómetro está sumergido en el líquido que se examina. NMX-AA-007-SCFI-2000 8/24 DGN 4.23 Termómetro de inmersión parcial Termómetro de líquido en vidrio, diseñado para indicar valores correctos de temperatura cuando el bulbo y una porción definida del vástago están expuestos a la temperatura por medir. El nivel de inmersión que debe coincidir con la superficie libre del cuerpo líquido está indicado por una marca sobre el vástago del termómetro. La porción remanente del vástago se encuentra usualmente expuesta al aire. 4.24 Termómetro de inmersión total Termómetro de líquido en vidrio, diseñado para indicar valores correctos de temperatura cuando el bulbo y la porción del vástago que contiene el líquido están expuestos a la temperatura por medir. La profundidad de inmersión del termómetro debe ajustarse de forma que el nivel superior del líquido del termómetro coincida con la superficie libre del líquido que se examina. 4.25 Termómetro de vidrio con columna de mercurio Termómetro que se basa en la dilatación del mercurio líquido para indicar la temperatura. Consta básicamente de un bulbo de vidrio que contiene el mercurio, soldado a un tubo capilar de vidrio de diámetro uniforme, graduado y sellado en su otra extremidad. 4.26 Termómetro de resistencia de platino Termómetro que se basa en la variación de la resistencia de un sensor, constituido por un hilo de platino, en función de la temperatura. 4.27 Termómetro de termistor Termómetro que se basa en la medición de la variación de resistencia de un sensor, constituido por un elemento semiconductor, en función de la temperatura. El termistor se utiliza en el intervalo de temperatura en el que la resistencia del elemento semiconductor disminuye monotónicamente cuando la temperatura se incrementa. 4.28 Termómetro de termopar Termómetro que se basa en el cambio de la diferencia de potencial que se establece en un termoelemento constituido por la soldadura entre dos metales o aleaciones NMX-AA-007-SCFI-2000 9/24 DGN metálicas diferentes cuando cambia la temperatura de la soldadura. El termopar se constituye por la asociación de dos termoelementos cuyas soldaduras se encuentran a temperaturas distintas. 4.29 Termómetro de vidrio para laboratorio Instrumento que sirve para medir la temperatura, con el recipiente de expansión de vidrio, es recto y establece contacto directo con el agua a medir y se ha trazado a un termómetro de vidrio para laboratorio certificado. 4.30 Termómetro de vidrio para laboratorio certificado Instrumento que sirve para medir la temperatura, con el recipiente de expansión de vidrio, es recto y establece contacto directo con el agua a medir, para el cual uno o más valores de sus propiedades están comprobados por un procedimiento técnicamente válido y por lo cual el Organismo de certificación emitió un certificado. 4.31 Trazabilidad Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas. 4.32 Verificación de la calibración Una verificación periódica de que no han cambiado las condiciones del instrumento en una forma significativa. 5 - 6 REACTIVOS Y PATRONES Agua: Debe entenderse agua que cumpla con las siguientes características: a) Resistividad, megohm-cm a 25ºC: 0,2 mínimo; b) Conductividad, µS/cm a 25ºC: 5,0 máximo y c) pH: 5,0 a 8,0. Hielo picado preparado a partir de agua destilada, mantenido a una temperatura poco menor que 0°C. MATERIALES NMX-AA-007-SCFI-2000 10/24 DGN - - - 7 - - Termómetro o juego de termómetros de mercurio en vidrio, con graduaciones de 0,1°C, en un intervalo de temperatura que abarque por lo menos desde –1°C hasta 101°C, de buena calidad de fabricación que satisfaga o supere las especificaciones de alta exactitud de la NOM-011-SCFI-1993, trazable(s) a la ITS90, con certificado de calibración vigente y gráfico(s) o tablas para correcciones expedidos por un organismo de calibración reconocido. Cualquiera de los termómetros seleccionados que abarquen el intervalo de temperatura antes señalado debe incluir las marcas de graduaciones necesarias para controlar el punto del hielo fundente. Termómetro o juego de termómetros de uso general, de mercurio en vidrio, de preferencia de inmersión parcial, con graduaciones mínimas en 0,1 °C, en un intervalo de temperatura que incluya la de los diferentes tipos de aguas por examinar, de buena calidad de fabricación que satisfaga las especificaciones de alta exactitud de la NOM-011-SCFI-1993, o termómetro con sensor de termistor, de termopar o de resistencia de platino, con precisión de lectura de 0,5 °C en un intervalo de temperatura que incluya la de los diferentes tipos de aguas por examinar, cuya exactitud se haya establecido en el laboratorio, por calibración con el (los) termómetro(s) certificado(s) especificado(s). Estuches metálicos de protección para los termómetros de uso en campo. Envases de polietileno o de vidrio limpios, de 500 mL de capacidad. Vasos térmicos de doble pared tipo Dewar, uno de capacidad aproximada de 1 L, provistos de su respectiva tapa de espuma de poliestireno. EQUIPO Baño termostático con control de temperatura ajustable por lo menos entre 10°C y 90°C con variaciones no mayores que ± 0,05°C, con líquido termostático apropiado y dispositivo de agitación o equipo comercial especial para la calibración de termómetros. Refrigerador con compartimento congelador. 8 RECOLECCION, MUESTRAS PRESERVACION Y ALAMACENAMIENTO DE 8.1 Para esta determinación no se requiere preparación ni conservación de las muestras. 8.2 Para aguas residuales o naturales, el muestreo debe realizarse de acuerdo con lo indicado en las normas mexicanas NMX-AA-003 o NMX-AA-014 (ver NMX-AA-007-SCFI-2000 11/24 DGN 2 Referencias), respectivamente. Las determinaciones de temperatura deben efectuarse de inmediato en el lugar de muestreo. 8.3 Cuando sea posible, se efectúa la determinación de temperatura directamente, sin extraer muestra, sumergiendo el termómetro en el cuerpo de agua por examinar. Cuando sea preciso extraer una muestra, se toma un volumen mínimo de 1 L para inmersión parcial en un envase de polietileno o de vidrio limpio y 500 mL para Termopar u otro instrumento, en un envase de polietileno o de vidrio limpio, se determina la temperatura de inmediato. 8.4 Si la temperatura del cuerpo de agua o de la descarga es apreciablemente mayor o menor que la del ambiente (diferencia de temperatura superior a 5°C), se recomienda extraer la muestra mediante un recipiente de doble pared, de tipo vaso Dewar, colocar la tapa de espuma de polietileno perforada en su centro para permitir la introducción del termómetro y determinar de inmediato la temperatura. Aún con el uso de este tipo de recipiente, si la temperatura del líquido difiere en más de 20°C de la del ambiente, la incertidumbre sobre la temperatura en el punto muestreado puede rebasar los ± 0,2°C, debido a pérdidas térmicas en el intervalo de tiempo que separa la toma de la muestra y la lectura de la temperatura. 9 CONTROL DE CALIDAD 9.1 Cada laboratorio que utilice este método está obligado a operar un programa de control de calidad (CC) formal. 9.2 Es obligatorio para el laboratorio mantener los siguientes registros: - Los nombres y títulos de los analistas que ejecutaron los análisis y el encargado de control de calidad que verificó los análisis, y Las bitácoras manuscritas del analista y del equipo en los que se contengan los siguientes datos: a) b) c) d) e) f) g) Identificación de la muestra; Fecha del análisis; Procedimiento cronológico utilizado; Cantidad de muestra utilizada; Número de muestras de control de calidad analizadas; Trazabilidad de las calibraciones de los instrumentos de medición; Evidencia de la aceptación o rechazo de los resultados, y NMX-AA-007-SCFI-2000 12/24 DGN h) Además el laboratorio debe mantener la información original reportada por los equipos en disquetes o en otros respaldos de información. De tal forma que permita a un evaluador externo reconstruir cada determinación mediante el seguimiento de la información desde la recepción de la muestra hasta el resultado final. 9.3 Cada vez que se adquiera nuevo material volumétrico debe de realizarse la verificación de la calibración de éste tomando una muestra representativa del lote adquirido. 10 CALIBRACIÓN 10.1 La trazabilidad de los valores de temperatura reportados por quien aplique esta norma, con la Escala Internacional de Temperatura, se obtiene con el empleo de termómetros de uso rutinario, calibrados por comparación de lecturas con termómetros certificados trazables a la ITS-90, y por aplicación de las correcciones, obtenidas de la calibración, a los valores de lecturas de las temperaturas obtenidas en las pruebas. La exactitud de las mediciones se asegura mediante el control periódico del punto del hielo fundente de los termómetros certificados. 10.2 Calibración de los termómetros de uso rutinario 10.2.1 Esta calibración se efectúa por comparación de las lecturas del termómetro que se calibra con las de un termómetro certificado cuyo punto del hielo fundente se haya controlado inmediatamente antes, ambos termómetros se sumergen juntos en un mismo baño termostático o en un mismo equipo comercial para calibración de termómetros. La verificación del termómetro se realiza a partir de una temperatura de 10°C, en una serie de puntos espaciados por intervalos de temperatura comprendidos entre 5°C y 10°C. 10.2.2 Ajustar la temperatura del baño en unos pocos grados Celsius por debajo de la primera temperatura por verificar. Introducir el(los) termómetro(s) por calibrar en el baño termostático y junto el termómetro certificado1 de forma que los bulbos se sitúen en el mismo nivel de profundidad. 1 Si se utilizan dos termómetros certificados, se puede detectar fácilmente heterogeneidades de temperatura del líquido en el que los termómetros están sumergidos. NMX-AA-007-SCFI-2000 13/24 DGN 10.2.3 Actuar sobre el ajuste de temperatura del baño termostático de forma que la temperatura se incremente lentamente a velocidad uniforme a medida que se acerque al punto de verificación. En la vecindad inmediata del punto de verificación, la velocidad de incremento de temperatura debe ser menor que una graduación en 5 min. 10.2.4 En el punto de verificación, registrar las lecturas de temperatura del (los) termómetro(s) por calibrar y del termómetro certificado. En caso de ser necesario, anotar la altura de columna emergente de los termómetros de inmersión total para calcular las correcciones de lectura correspondientes. 10.2.5 Aumentar la velocidad de incremento de temperatura del baño hasta acercarse al punto de verificación siguiente y repetir 10.2.3 y 10.2.4. 10.2.6 Repetir 10.2.5 hasta alcanzar la temperatura de 90°C. 10.3 Frecuencia de control de calibración de los termómetros 10.3.1 En condiciones normales de utilización, los termómetros de referencia calibrados con trazabilidad a la ITS-90 y certificados por laboratorios metrológicos no requieren de certificación periódica posterior, sólo se requiere controlar la estabilidad del volumen del bulbo; ello se efectúa por control del punto del hielo fundente que se describe en el Apéndice 1 de esta misma norma. Este control lo debe efectuar un laboratorio externo certificado para dicha prueba, por lo menos anualmente. Debe conservarse el historial de control externo de los termómetros certificados durante la vida útil de los mismos. 10.3.2 Con periodicidad mínima semestral, el laboratorio debe efectuar un control interno del punto del hielo fundente de sus termómetros certificados. Si se detectan diferencias con la calibración externa anterior que alcance una graduación de la escala, el laboratorio debe enviar el termómetro a un laboratorio de calibración externa, certificado para esta prueba, para que se verifique el punto del hielo fundente. Debe conservarse el historial de control interno de los termómetros certificados durante la vida útil de los mismos. 10.3.3 Tomando en cuenta las características de calidad de los termómetros de uso rutinario y las condiciones y frecuencia de uso, el laboratorio debe establecer la periodicidad de verificación interna de la calibración de dichos termómetros, la que debe ser por lo menos semestral, por comparación de las lecturas con sus termómetros certificados de acuerdo con el procedimiento descrito en el Apéndice A. El laboratorio debe conservar el historial de este control interno durante la vida útil de los termómetros. NMX-AA-007-SCFI-2000 14/24 DGN 10.3.4 Los termómetros con sensor de termistor, de termopares o de resistencia deben calibrarse y utilizarse de acuerdo con las recomendaciones de sus fabricantes. El laboratorio debe establecer la frecuencia de control de calibración como lo señalado en el inciso 10.3.3. 11 PROCEDIMIENTO Siempre que sea posible se debe realizar la medición directamente en el cuerpo de agua, se debe tomar en un volumen suficiente de muestra tal que el instrumento quede debidamente inmerso, esperar el tiempo suficiente para obtener mediciones constantes2 . Enjuagar con agua destilada el instrumento de medición. Las lecturas se obtienen directamente de la escala del aparato medidor de temperatura, y se informan en grados Centígrados (ºC), con aproximación a la décima de grado (0,1ºC). En el caso de aguas residuales, todas las lecturas deben hacerse en las descargas. En caso de que no sea posible, ésta puede determinarse en un punto accesible del conducto más próximo a la descarga. En el caso de tuberías curvadas, se recomienda la inserción del vástago del termómetro en posición a lo largo del eje del tubo y de frente a la corriente aguas arriba. En tuberías de pequeño diámetro, esta posición es obligatoria. En aquellos casos en que el fluido no se encuentre bien mezclado, debe usarse un dispositivo que produzca turbulencia aguas arriba del punto de medición. 11.1 Determinación de la temperatura en aguas superficiales o poco profundas cuando se requiere tomar muestra 11.1.1 Introducir el recipiente para muestreo, moverlo de manera circular durante 1 min para que se equilibre su temperatura con la del agua y retirar el recipiente con la muestra. 11.1.2 Sumergir el termómetro de mercurio para uso rutinario, en posición centrada en el recipiente, hasta la marca de inmersión parcial o hasta una graduación apropiada si el termómetro es de inmersión total. Imprimir ligeros movimientos circulares por lo menos durante 1 min hasta que la lectura del termómetro se estabilice. Si la temperatura de la muestra difiere en más de ± 5 °C de la del ambiente, repetir el muestreo a partir de 11.1.1 utilizando el vaso de doble pared. Si el termómetro es de sensor, éste debe 2 Considerar las características del instrumento, existen en el mercado los de inmersión parcial o total. El vastago debe estar separado al menos 2 cm. de las paredes del recipiente. NMX-AA-007-SCFI-2000 15/24 DGN sumergirse en el volumen mínimo de muestra y a la profundidad que recomienda el fabricante y las lecturas deben efectuarse después del tiempo de equilibrio recomendado en el manual del usuario. 11.1.3 Registrar la lectura y la altura de la columna emergente si el termómetro utilizado es de inmersión total. 10.1.4 Realizar por triplicado las operaciones 11.1.1 a 11.1.3. 11.2 Determinación de la temperatura en aguas residuales cuando se requiere tomar muestra: 11.2.1 La temperatura debe determinarse en el punto de la descarga o en un punto accesible del conducto más próximo al de la descarga. El recipiente para toma de muestra debe dejarse en contacto con el fluido durante un tiempo suficiente para que equilibre su temperatura con la del fluido y se procede como se indica en el inciso 11.1.2. 12 CÁLCULOS 12.1 Las lecturas de temperatura obtenidas con el termómetro de uso rutinario deben corregirse por los valores de error obtenidos de la calibración y, si el termómetro es de mercurio para inmersión total, deben efectuarse además las correcciones por efecto de columna emergente si la magnitud de la corrección calculada rebasa media graduación del termómetro, de acuerdo con lo indicado en el inciso 14.1.8. 12.2 Calcular el promedio de las tres lecturas después de efectuadas las correcciones pertinentes. 12.3 Los resultados obtenidos se expresan en grados Celsius (°C), por redondeo del valor promedio obtenido en 11,2, con aproximación al décimo de grado Celsius. 13 INFORME DE LA PRUEBA En el informe de la prueba se debe incluir los siguientes datos: - Identificación completa de la muestra; Referencia de este método; La lectura de temperatura obtenida, en ºC, ambiental y de la muestra; Fecha del análisis, y Nombre y apellidos del responsable del análisis. NMX-AA-007-SCFI-2000 16/24 DGN 14 INTERFERENCIAS 14.1 Precauciones y recomendaciones relativas al uso de los termómetros de líquido en vidrio. 14.1.1 Error de paralaje: El error de paralaje puede eliminarse si se tiene cuidado que la escala graduada del termómetro pueda observarse por reflexión sobre la columna de mercurio dentro del capilar. Para ello, el observador ajusta el nivel de su ojo sobre una línea de lectura, de forma que la graduación más cercana del menisco se superponga exactamente a su propia imagen reflejada por el Mercurio. Si se desea efectuar lecturas muy precisas, también debe tomarse en cuenta que las líneas de la escala graduada tienen un cierto espesor y lo más apropiado es considerar la posición de las líneas definidas por su parte central. El uso de lupas especiales para termómetros disponibles comercialmente, puede facilitar la lectura de la temperatura sobre la escala graduada. 14.1.2 Durante el transporte de los termómetros, puede ocurrir una ruptura de la columna del líquido en el capilar o aún el paso del gas de relleno hacia el bulbo. Este tipo de problema debe detectarse y eliminarse antes de utilizar el termómetro. Para ello se verifica por inspección visual que no existen burbujas de gas encerradas en el bulbo y que no se detectan rupturas de la columna de líquido en el vástago del termómetro o gotas del líquido adheridas en la parte superior del capilar. Verificar también que el bulbo se encuentra en perfecto estado. Si se detecta alguno de los problemas antes mencionados, frecuentemente se puede remediar siguiendo las indicaciones que se dan en el Apéndice B. 14.1.3 Cuando no se utilizan, los termómetros se conservan en un estuche apropiado en posición vertical y en lugares no sometidos a vibraciones o sacudidas como en los cajones que se abren y cierran con frecuencia. 14.1.4 Con los termómetros de precisión, se observan a menudo cambios lentos y permanentes de las propiedades del vidrio que se traducen en cambios del volumen del bulbo. Por este motivo, es necesario controlar periódicamente el punto del hielo fundente. Este control también debe efectuarse cuando se recibe un termómetro nuevo de fábrica. Este punto debe corresponder exactamente a 0 °C de la escala del termómetro. Cualquier variación de este punto, observada posteriormente a la obtención del certificado de calibración, debe sumarse algebraicamente a las demás correcciones estipuladas en el certificado. Las pequeñas variaciones del punto del hielo fundente de un termómetro certificado no requieren que se efectúe nuevamente la calibración completa del termómetro. NMX-AA-007-SCFI-2000 17/24 DGN 14.1.5 Cuando un termómetro se ha sometido a calentamiento extremo se requiere dejar el termómetro durante 72 h a la temperatura ambiente antes de realizar una verificación del punto del hielo fundente. Un sobrecalientamiento del termómetro a una temperatura que rebase el límite superior de las graduaciones puede provocar un cambio permanente de la capacidad del bulbo que se detecta por verificación del punto del hielo fundente. 14.1.6 Existe a menudo cierta adherencia del mercurio sobre el vidrio que puede falsear la lectura de temperatura cuando el equilibrio se alcanza con una “columna descendente”. Este problema es más notorio cuando el diámetro del capilar es menor que 0,1 mm. Para evitar este problema, antes de efectuar la lectura, se recomienda dar un golpe ligero con la uña del dedo sobre el vástago del termómetro, cerca de la posición de lectura. Otra forma de evitar este problema consiste en alcanzar el equilibrio de temperatura con un termómetro colocado a una temperatura inicial inferior a la del cuerpo por medir (columna ascendente). 14.1.7 Si se observa adherencia de mercurio dentro del capilar, que forme una capa o que queden gotitas de mercurio que no puedan eliminarse por el procedimiento indicado en el inciso anterior, ello es indicativo de una oxidación del mercurio y el termómetro debe descartarse. 14.1.8 A menudo, el termómetro de inmersión total debe utilizarse con inmersión parcial del vástago. En este caso, es preciso efectuar una corrección de lectura, adicional a las existentes por error de calibración, por aplicación de la siguiente fórmula aproximada: T(Corregida) = To + k n (To – t) donde: k N To t es el coeficiente de expansión diferencial del mercurio en vidrio. Para termómetros de vidrio normal, graduados en grados Celsius y lecturas de temperatura hasta 100 °C, se tiene k = 0,000 16 °C; es el número de grados Celsius que abarca la columna de mercurio emergente, medido como diferencia entre la temperatura To y la graduación de la escala del termómetro que coincide con la superficie del líquido; es la temperatura observada, leída con el termómetro, y es la temperatura promedio de la columna emergente (tomada con un termómetro auxiliar a la mitad de la altura de la columna emergente). NMX-AA-007-SCFI-2000 18/24 DGN Esta corrección es generalmente despreciable cuando la temperatura del cuerpo por medir se sitúa en la cercanía de la temperatura ambiente. Sin embargo, no es despreciable cuando la temperatura medida difiere apreciablemente de la del ambiente3. Debe subrayarse que la corrección por columna emergente sólo es aproximada por lo que para diferencias de temperatura (To – t) grandes, pueden cometerse errores considerables y es preferible utilizar un termómetro de inmersión parcial. 14.1.9 Cuando se utiliza un termómetro de mercurio a presiones que difieren apreciablemente de las que prevalecen en la calibración, pueden observarse errores relacionados con el cambio de volumen del bulbo. Un incremento de la presión externa ejercida sobre el bulbo da lecturas más altas que las esperadas y una menor presión conduce a lecturas más bajas. Para un cambio de presión en 101,325 kPa con respecto a la presión en el momento de la calibración, el error puede alcanzar 0,1°C. 14.1.10 Cuando se efectúan lecturas de temperatura en medios transparentes bajo iluminación obtenida con un foco de tungsteno, el calor irradiado puede causar errores en el valor de la temperatura medida y también puede invalidar cualquier corrección de lectura de temperatura por efecto de columna emergente. 14.1.11 Las lecturas de temperatura deben efectuarse después de que el termómetro esté en equilibrio de temperatura con el medio. En general, se puede considerar que con termómetros de mercurio en vidrio, un tiempo de 1-2 min después de sumergir el termómetro es generalmente suficiente para efectuar lecturas en condiciones de equilibrio de temperatura. 14.2 Precauciones y recomendaciones relativas al uso de los termómetros de sensor térmico. 14.2.1 Los sensores de temperatura como termistores, termopares o resistencias tienen generalmente una capacidad térmica menor que la de los termómetros de mercurio y un tiempo de respuesta generalmente rápido y no presentan problemas de histéresis. Debe consultarse el manual de operación del fabricante del instrumento utilizado para observar las recomendaciones y cuidados necesarios para efectuar mediciones confiables y exactas. 3 Para un termómetro de inmersión total, sumergido sólo hasta la marca de 0 °C, con una lectura sin corregir de 20°C y una temperatura promedio de columna emergente t = 15 °C, esta corrección es de 0,000 16 x 20 x 5 °C = 0,016 °C y es despreciable. Sin embargo, en las mismas condiciones, si la lectura es de 55 °C, y la temperatura promedio de la columna emergente es de 20 °C, la corrección es: 0,000 16 x 55 x 35 °C = 0,31 °C y no es despreciable. NMX-AA-007-SCFI-2000 19/24 DGN 15 SEGURIDAD 15.1 Esta norma no especifica todas las normas de seguridad que deben observarse durante su aplicación. Es responsabilidad del usuario observar las reglas generales y particulares de higiene y seguridad aplicables a las operaciones de muestreo y al manejo de materiales especificados en esta norma. 15.2 Los termómetros de mercurio en vidrio son frágiles. En caso de ruptura, deben tomarse las medidas oportunas para evitar la contaminación del ambiente con el mercurio que pudiera derramarse. 15.3 Cuando se trate de aguas residuales se debe usar el equipo de protección adecuado: ropa de algodón, guantes de acrilonitrilo, lentes de seguridad, mascarillas y zapatos de seguridad. 15.4 Cuando se emplea termómetro, siempre debe de usarse y almacenarse en forma vertical para evitar la disgregación del líquido de llenado. 16 MANEJO DE RESIDUOS En la prueba realizada en campo, después de efectuar la determinación, la muestra que se haya tomado se regresa al cuerpo de agua muestreado. 17 BIBLIOGRAFÍA NOM-001-ECOL-1996 Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 6 de enero de 1997. NOM-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades de Medida, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 14 de octubre de 1993 NMX-AA-007-SCFI-2000 20/24 DGN NMX-AA-089/1-1986 Protección al ambiente - Calidad del agua - Vocabulario Parte 1. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 15 de julio de 1986 NMX-AA-093-SCFI-2000 Análisis de agua - Determinación de la conductividad eléctrica NMX-AA-115-SCFI-2000 Análisis de agua.- Criterios generales para el control de la calidad de resultados analíticos. NMX-AA-116-SCFI-2000 Análisis de agua - Guía de solicitud para la presentación de métodos alternos. ASTM Designation E 1, “Specification for ASTM Thermometers”, American Society for Testing and Materials, Part 14.03, 1995. ASTM Designation E-77, “Standard Test Methods for Inspection and Verification of Liquid-in-Glass Thermometers”, American Society for Testing and Materials", Part. 14.03, 1995. ASTM Designation E 344 , “Terminology Relating to Thermometry and Hygrometry”. American Society for Testing and Materials. ASTM Designation E 563, “Standard Practice for Preparation and Use of Freezing Point Reference Bath”. American Society for Testing and Materials. Method 2550 Temperature - en "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater", American Public Health Association, Washington, DC 20005, 19th Edition., 1995. Método 170.1 , Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes, EPA-600/4-79020 Revised 1983.15.9 Acuerdo por el que se Establecen los Criterios Ecológicos de Calidad del Agua CE-CCA-001/89, Diario Oficial de la Federación, 13 de diciembre de 1989. M.L. McGlashan, Physico-Chemical Quantities and Units, Royal Institute of Chemistry, 2nd Ed. 1971. R.N. Goldberg, R.D. Weir, “Conversions of Temperatures and Thermodynamic Properties to the Basis of the International Temperature Scales of 1990”, Pure & Appl. Chem., 64 (1992) 1545. NMX-AA-007-SCFI-2000 21/24 DGN 18 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta norma mexicana no es equivalente a ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su elaboración. APÉNDICE INFORMATIVO A Preparación de un baño de hielo fundente A.1 Preparación de un baño para punto de hielo fundente Un baño de hielo fundente constituido por una mezcla de hielo y de agua, correctamente preparado, proporciona un punto fijo de temperatura igual a 0ºC. Para constituirlo se requiere preparar cubos o trozos de hielo, con agua destilada, en charolas limpias de plástico o de aluminio. Los cubos de hielo, manipulados con pinzas, se enjuagan con agua destilada y se introducen en el vaso limpio de una licuadora de laboratorio. Se pica rápidamente el hielo. Si el hielo picado se encuentra todavía a una temperatura mucho por debajo de 0ºC, antes de utilizarse debe dejarse a la temperatura ambiente hasta que su temperatura se acerque a 0°C. El hielo picado se introduce en un vaso Dewar de boca ancha y de 1 L de capacidad, provisto de una tapa de espuma de polietileno (poliestireno) (unicel), hasta que quede casi lleno. Se añade agua destilada enfriada a una temperatura cercana a 0ºC sólo para rellenar los intersticios entre los pedazos de hielo y obtener una consistencia de aguanieve. Debe evitarse el contacto entre las manos y el hielo para no introducir impurezas en el agua que pudieran modificar la temperatura de equilibrio del baño. Se coloca la tapa de espuma de polietileno(poliestireno) y se deja reposar por lo menos 20 min hasta que se establezca el equilibrio de temperatura. Debe tenerse cuidado que el hielo siempre debe ocupar la totalidad del espacio en el vaso y no debe permitirse que se acumule sólo agua en el fondo del mismo. Para evitar esto, en el momento oportuno, se drena el exceso de agua y se sustituye por hielo picado. A.2 Control del punto de hielo fundente del termómetro Introducir el termómetro cuyo punto de hielo se desea controlar, centrándolo en el vaso Dewar, hasta una profundidad en el hielo que sólo deje observar una graduación por debajo de 0 °C. De ser necesario, empacar el hielo alrededor del vástago del termómetro. NMX-AA-007-SCFI-2000 22/24 DGN Esperar por lo menos tres min, dar un golpecito con la uña del dedo sobre el vástago del termómetro y registrar la lectura. A continuación se toman lecturas durante 15-20 min espaciadas por intervalos de tiempo de 1 min. Las lecturas deben coincidir con una variabilidad que no rebase un décimo de división. APÉNDICE INFORMATIVO B Procedimiento para eliminar burbujas B.1 Procedimiento para eliminar burbujas del bulbo o para unir la columna del líquido seccionada en el capilar de un termómetro de líquido en vidrio B.1.1 Cuando se observa la existencia de burbujas en el bulbo o la ruptura de la columna de líquido en el capilar, a menudo pueden eliminarse estos problemas mediante enfriamiento suficiente del bulbo hasta que la totalidad del líquido se encuentre reunida en él. Efectuar esta operación observando las siguientes precauciones: Preparar una mezcla refrigerante en un vaso Dewar de vidrio, de boca ancha, de capacidad que no requiere ser mayor que 350 mL, colocando 250 mL de acetona grado técnico e introduciendo cuidadosamente trozos de hielo seco hasta que disminuya suficientemente la temperatura de la acetona. Manteniendo el termómetro en posición vertical, introducir parcialmente el bulbo en la mezcla refrigerante y evitar el enfriamiento del vástago para que no existan riegos de solidificación del líquido contenido en el capilar. Si el termómetro contiene mercurio, evitar que se solidifique en el bulbo. Durante el enfriamiento, dar pequeños golpes con la uña del dedo sobre el vástago para facilitar el desalojo de la burbuja. Dejar finalmente que el termómetro alcance nuevamente la temperatura ambiente manteniéndolo en posición vertical. Verificar que el tratamiento da un resultado satisfactorio. B.1.2 Si sólo se presenta una ruptura de la columna de líquido en el capilar, pueden aplicarse varios tratamientos. B.1.2.1 Si la ruptura se sitúa cerca del límite superior de la columna de líquido y si el capilar del termómetro tiene una pequeña cámara de expansión arriba del límite superior de la escala graduada, el líquido puede unirse por calentamiento progresivo y cuidadoso del bulbo sumergido en un baño de aceite apropiado, hasta que la burbuja de gas alcance dicha cámara. Para facilitar la unión de las porciones de líquido, se pueden dar golpecitos con la uña del dedo sobre el vástago del termómetro. Cuando las porciones de líquido se reúnen, se retira el bulbo del baño de aceite y se deja enfriar lentamente el termómetro manteniéndolo en posición vertical. Se verifica que el tratamiento da el resultado esperado. Puesto que en este tratamiento, el calentamiento NMX-AA-007-SCFI-2000 23/24 DGN del bulbo rebasa la temperatura del límite superior de la escala de lectura del termómetro, es preciso dejar éste en reposo a la temperatura ambiente por lo menos durante 72 h y posteriormente se verifica la posición del punto del hielo fundente. (Este método no debe aplicarse a termómetros que indican temperaturas superiores a 250°C debido a la alta presión del gas que se genera en el capilar que puede romper el bulbo o provocar su deformación permanente). B.1.2.2 Los termómetros que tienen una cámara de contracción situada entre el bulbo y el inicio de la escala graduada pueden presentar separación bien sea en la cámara o en la porción de capilar situada inmediatamente arriba de la cámara. A menudo es posible eliminar la separación reuniendo el mercurio en la cámara de contracción por enfriamiento del bulbo. MÉXICO D.F., A LA DIRECTORA GENERAL DE NORMAS. CARMEN QUINTANILLA MADERO. JADS/AFO/DLR/MRG. NMX-AA-007-SCFI-2000 ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA007-1980) WATER ANALYSIS - DETERMINATION OF TEMPERATURE IN NATURAL, WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED TEST METHOD NMX-AA-007-SCFI-2000 DGN PREFACIO En la elaboración de la presente norma mexicana participaron las siguientes empresas e instituciones: - CASA ROCAS, S.A. - CENTRO DE SERVICIOS QUIMICOS DE AGUASCALIENTES - CENTRO NACIONAL DE METROLOGIA - COMISION ESTATAL DE AGUA Y SANEAMIENTO - COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD - COMISION NACIONAL DEL AGUA. - COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN AL AMBIENTE - CORPORACION MEXICANA DE INVESTIGACION EN MATERIALES - FISHER SCIENTIFIC MEXICANA S.A. DE C.V. - GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL. Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica; Dirección General de Normatividad y Apoyo Técnico. - INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. NMX-AA-007-SCFI-2000 DGN - INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO - INSTITUTO TECNOLOGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES Campo Monterrey. - LABORATORIO DE ECOLOGIA INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO DE PEMEX PERFORACION Y MANTENIMIENTO DE POZOS - LABORATORIO DE QUIMICA DEL MEDIO E INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO IDECA, S.A. DE C.V. - LABORATORIO QUIMICO INDUSTRIAL. - LABORATORIOS ABC QUIMICA, INVESTIGACION Y ANALISIS, S.A. DE C.V - MERCK- MÉXICO, S.A. - NOVAMANN, S.A. DE C.V. Laboratorio Control Químico. - PERKIN ELMER DE MEXICO, S.A. - PETROQUÍMICA CANGREJERA, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA MORELOS, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA PAJARITOS, S.A. DE C.V. - PROTECCIÓN AMBIENTAL Y ECOLOGÍA, S.A. DE C.V. NMX-AA-007-SCFI-2000 DGN - SECRETARÍA DE SALUD - SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE, RECURSOS NATURALES Y PESCA Instituto Nacional de Ecología; Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. - SERVICIOS AMBIENTALES MULTIPLES E INGENIERIA, S.A. DE C.V. - SERVICIOS DE INGENIERIA Y CONSULTORIA AMBIENTAL - SISTEMA INTERMUNICIPAL DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA Unidad Azcapotzalco. - UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Química; Instituto de Geofísica; Instituto de Ingeniería. - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO - VARIAN, S.A. DE C.V. ÍNDICE DEL CONTENIDO Número del capítulo Página 0 Introducción 1 1 Objetivo y campo de aplicación 2 2 Referencias 2 3 Principio 3 NMX-AA-007-SCFI-2000 DGN 4 Definiciones 3 5 Reactivos y patrones 10 6 Materiales 10 7 Equipo 11 8 Recolección, preservación y almacenamiento de muestras 11 9 Control de calidad 12 10 Calibración 12 11 Procedimiento 14 12 Cálculos 16 13 Informe de la prueba 16 14 Interferencias 16 15 Seguridad 20 16 Manejo de residuos 20 17 Bibliografía 20 18 Concordancia con normas internacionales 22 Apéndice informativo A 22 Apéndice informativo B 23 Regresar. NMX-AA-006-SCFI-2000 CDU: 631.879 CANCELA A LA NMX-AA-006-1973 DGN ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE MATERIA FLOTANTE EN AGUAS RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA006-1973) WATER ANALYSIS - DETERMINATION OF FLOATABLE MATERIA IN WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED TEST METHOD 0 INTRODUCCIÓN La determinación de materia flotante en aguas residuales y residuales tratadas es de importancia para el control y tratamiento de descargas. 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma mexicana establece el método de prueba para la determinación de materia flotante en aguas residuales y residuales tratadas. 2 PRINCIPIO Este método se basa en la observación de la materia flotante en una muestra de aguas residuales en el sitio de muestreo mediante la separación de ésta en una malla de aproximadamente 3 mm de abertura; este método es una prueba cualitativa. 3 DEFINICIONES Para los propósitos de esta norma se establecen las siguientes definiciones: 3.1 Aguas naturales Agua cruda, subterránea, de lluvia, de tormenta, de tormenta residual y superficial. NMX-AA-006-SCFI-2000 2/6 DGN 3.2 Aguas residuales Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, agrícolas, pecuarias, domésticos y similares, así como la mezcla de ellas. 3.3 Bitácora Cuaderno de laboratorio debidamente foliado e identificado, en el cual los analistas anotan todos los datos de los procedimientos que siguen en el análisis de una muestra, así como todas las informaciones pertinentes y relevantes a su trabajo en el laboratorio. Es a partir de dichas bitácoras que los inspectores pueden reconstruir el proceso de análisis de una muestra tiempo después de que se llevó a cabo. 3.4 Descarga Acción de verter, infiltrar, depositar o inyectar aguas residuales a un cuerpo receptor en forma continua, intermitente o fortuita, cuando éste es un bien del dominio público de la Nación. 3.5 Materia Flotante Todo aquel material que quede retenido en una malla entre 2,8 mm y 3,3 mm. de abertura. 3.6 Muestra simple La que se tome en el punto de descarga, de manera continua, en día normal de operación que refleje cuantitativa y cualitativamente el o los procesos más representativos de las actividades que generan la descarga, durante el tiempo necesario para completar cuando menos, un volumen suficiente para que se lleven a cabo los análisis necesarios para conocer su composición, aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento de muestreo. 3.7 Parámetro Variable que se utiliza como referencia para determinar la calidad del agua. 3.8 Trazabilidad Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas. NMX-AA-006-SCFI-2000 3/6 DGN 4 - MATERIALES Malla de acero inoxidable con abertura entre 2,8 mm y 3,3 mm; Recipiente de boca ancha no menor de 7 cm de diámetro, con un volumen que se encuentre entre 3 L y 5 L; Agitador de vidrio con gendarme, y Espátula. 5 RECOLECCIÓN, MUESTRAS PRESERVACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE 5.1 Debe tomarse un mínimo de 3 L de muestra. La muestra debe ser simple y tomada directamente de la descarga. 5.2 El análisis debe realizarse en campo. 5.3 No se debe preservar la muestra. 5.4 El tiempo máximo previo al análisis no aplica. 6 CONTROL DE CALIDAD 6.1 Cada laboratorio que utilice este método está obligado a operar un programa de control de calidad (CC) formal. 6.2 Es obligatorio para el laboratorio mantener los siguientes registros: Los nombres y títulos de los analistas que ejecutaron los análisis y el encargado de control de calidad que verificó los análisis. Las bitácoras manuscritas del analista y del equipo en los que se contengan los siguientes datos: NMX-AA-006-SCFI-2000 4/6 DGN a) b) c) d) e) f) g) h) Identificación de la muestra; Fecha del análisis; Procedimiento cronológico utilizado; Cantidad de muestra utilizada; Número de muestras de control de calidad analizadas; Trazabilidad de las calibraciones de los instrumentos de medición; Evidencia de la aceptación o rechazo de los resultados, y Además el laboratorio debe mantener la información original reportada por los equipos en disquetes o en otros respaldos de información. De tal forma que permita a un evaluador externo reconstruir cada determinación mediante el seguimiento de la información desde la recepción de la muestra hasta el resultado final. 7 PROCEDIMIENTO 7.1 Verter aproximadamente 3/4 partes de la muestra a través de la malla, teniendo cuidado de que la materia flotante que sobrenada, quede retenida en dicha malla. 7.2 Arrastrar con agitador de vidrio ó una espátula hacia la malla toda aquella materia flotante que quedara sobre la superficie de la muestra que se está vertiendo o aquella adherida a las paredes del recipiente. 7.3 Interpretación 7.3.1 Inmediatamente después de filtrar la muestra, se procede al examen de la malla. 7.3.2 El informe depende de la presencia o ausencia de materia flotante retenida en la malla. Reportar como ausencia de materia flotante, si al examinar la malla no se observa a simple vista ninguna partícula retenida. Reportar como presencia de materia flotante, si al revisar visualmente la malla se encuentran partículas retenidas. NMX-AA-006-SCFI-2000 5/6 DGN 8 SEGURIDAD Debido a que esta es una prueba de campo, es necesario tener los cuidados por lo que se debe usar equipo de seguridad. 9 BIBLIOGRAFÍA NOM-001-ECOL-1996 Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 6 de enero de 1997. NOM-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades de Medida, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 14 de octubre de 1993 NMX-AA-003-1980 Aguas residuales.- Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 25 de marzo de 1980. NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores.- Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 5 de septiembre de 1980. NMX-AA-089/1-1986 Protección al ambiente - Calidad del agua - Vocabulario Parte 1. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 15 de julio de 1986 NMX-AA-115-SCFI-2000 Análisis de agua.- Criterios generales para el control de la calidad de resultados analíticos. NMX-AA-116-SCFI-2000 Análisis de agua - Guía de solicitud para la presentación de métodos alternos. NMX-AA-006-SCFI-2000 6/6 DGN Criterios Ecológicos de Calidad del Agua publicados en el Diario Oficial de la Federación el 13 de diciembre de 1989. 2530 B “Particulate Floatables (General)”, American Public Health Association, “Standard Method for The Examination of Water and Wastewater”, USA, APHA, Washington, DC20005, 19th Edition 1995, pp.2-49,2-1. 10 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta norma mexicana no es equivalente a ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su elaboración. MÉXICO D.F., A LA DIRECTORA GENERAL DE NORMAS. CARMEN QUINTANILLA MADERO. JADS/AFO/DLR/MRG. NMX-AA-006-SCFI-2000 ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE MATERIA FLOTANTE EN AGUAS RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA006-1973) WATER ANALYSIS - DETERMINATION OF FLOATABLE MATERIA IN WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED TEST METHOD NMX-AA-006-SCFI-2000 DGN PREFACIO En la elaboración de la presente norma mexicana participaron las siguientes empresas e instituciones: - CASA ROCAS, S.A. - CENTRO DE SERVICIOS QUIMICOS DE AGUASCALIENTES - CENTRO NACIONAL DE METROLOGIA - COMISION ESTATAL DE AGUA Y SANEAMIENTO - COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD - COMISION NACIONAL DEL AGUA. - COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN AL AMBIENTE - CORPORACION MEXICANA DE INVESTIGACION EN MATERIALES - FISHER SCIENTIFIC MEXICANA S.A. DE C.V. - GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL. Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica; Dirección General de Normatividad y Apoyo Técnico. - INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. NMX-AA-006-SCFI-2000 DGN - INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO - INSTITUTO TECNOLOGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES Campo Monterrey. - LABORATORIO DE ECOLOGIA INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO DE PEMEX PERFORACION Y MANTENIMIENTO DE POZOS - LABORATORIO DE QUIMICA DEL MEDIO E INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO IDECA, S.A. DE C.V. - LABORATORIO QUIMICO INDUSTRIAL. - LABORATORIOS ABC QUIMICA, INVESTIGACION Y ANALISIS, S.A. DE C.V - MERCK- MÉXICO, S.A. - NOVAMANN, S.A. DE C.V. Laboratorio Control Químico. - PERKIN ELMER DE MEXICO, S.A. - PETROQUÍMICA CANGREJERA, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA MORELOS, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA PAJARITOS, S.A. DE C.V. NMX-AA-006-SCFI-2000 DGN - PROTECCIÓN AMBIENTAL Y ECOLOGÍA, S.A. DE C.V. - SECRETARÍA DE SALUD - SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE, RECURSOS NATURALES Y PESCA Instituto Nacional de Ecología; Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. - SERVICIOS AMBIENTALES MULTIPLES E INGENIERIA, S.A. DE C.V. - SERVICIOS DE INGENIERIA Y CONSULTORIA AMBIENTAL - SISTEMA INTERMUNICIPAL DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA Unidad Azcapotzalco. - UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Química; Instituto de Geofísica; Instituto de Ingeniería. - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO - VARIAN, S.A. DE C.V. NMX-AA-006-SCFI-2000 DGN ÍNDICE DEL CONTENIDO Número del capítulo Página 0 Introducción 1 1 Objetivo y campo de aplicación 1 2 Principio 1 3 Definiciones 1 4 Materiales 3 5 Recolección, preservación y almacenamiento de muestras 3 6 Control de calidad 3 7 Procedimiento 4 8 Seguridad 5 9 Bibliografía 5 10 Concordancia con normas internacionales 6 Regresar. NMX-AA-005-SCFI-2000 CDU: 631.879 CANCELA A LA NMX-AA-005-1980 DGN ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE GRASAS Y ACEITES RECUPERABLES EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-005-1980) WATER ANALYSIS - DETERMINATION OF EXTRACTABLES FATS AND OILS IN NATURAL, WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED - TEST METHOD 0 INTRODUCCIÓN Este método permite una estimación del contenido de grasas y aceites en aguas naturales, residuales y residuales tratadas al determinar gravimétricamente las sustancias que son extraídas con hexano de una muestra acuosa acidificada. La determinación de grasas y aceites es indicativa del grado de contaminación del agua por usos industriales y humanos. En la determinación de grasas y aceites no se mide una sustancia específica sino un grupo de sustancias con unas mismas características fisicoquímicas (solubilidad). Entonces la determinación de grasas y aceites incluye ácidos grasos, jabones, grasas, ceras, hidrocarburos, aceites y cualquier otra sustancia susceptible de ser extraída con hexano. 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma mexicana establece un método de análisis para la determinación de grasas y aceites recuperables en aguas naturales, residuales y residuales tratadas. 2 PRINCIPIO Este método se basa en la adsorción de grasas y aceites en tierra de diatomeas, los cuales son extraídos en un Soxhlet empleando hexano como disolvente. Una vez terminada la extracción se evapora el hexano y se pesa el residuo que ha quedado en el recipiente; siendo este valor el contenido de grasas y aceites. NMX-AA-005-SCFI-2000 2/11 DGN 3 DEFINICIONES Para los propósitos de esta norma se establecen las siguientes definiciones: 3.1 Aguas naturales Agua cruda, subterránea, de lluvia, de tormenta, de tormenta residual y superficial. 3.2 Aguas residuales Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, agrícolas, pecuarias, domésticos y similares, así como la mezcla de ellas. 3.3 Bitácora Cuaderno de laboratorio debidamente foliado e identificado, en el cual los analistas anotan todos los datos de los procedimientos que siguen en el análisis de una muestra, así como todas las informaciones pertinentes y relevantes a su trabajo en el laboratorio. Es a partir de dichas bitácoras que los inspectores pueden reconstruir el proceso de análisis de una muestra tiempo después de que se llevó a cabo. 3.4 Calibración Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones, efectuando una corrección del instrumento de medición para llevarlo a las condiciones iniciales de funcionamiento. 3.5 Descarga Acción de verter, infiltrar o depositar o inyectar aguas residuales a un cuerpo receptor en forma continua, intermitente o fortuita, cuando éste es un bien del dominio público de la Nación. 3.6 Grasas y aceites NMX-AA-005-SCFI-2000 3/11 DGN Son los compuestos orgánicos constituidos principalmente por ácidos grasos de origen animal y vegetal, así como de hidrocarburos del petróleo que son extraídos de la muestra utilizando hexano como disolvente. 3.7 Medición Conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una magnitud. 3.8 Muestra simple La que se toma en el punto de descarga, de manera continua, en día normal de operación que refleje cuantitativa y cualitativamente el o los procesos más representativos de las actividades que generan la descarga, durante el tiempo necesario para completar cuando menos, un volumen suficiente para que se lleven a cabo los análisis necesarios para conocer su composición, aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento de muestreo. 3.9 Parámetro Variable que se utiliza como referencia para determinar la calidad del agua. 3.10 Peso constante Es el peso que se registra cuando el material ha sido calentado, enfriado y pesado, y que en dos ciclos completos las pesadas no presentan una diferencia significativa. 3.11 Trazabilidad Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas. 3.12 Verificación de la calibración Una verificación periódica de que no han cambiado las condiciones del instrumento en una forma significativa. 4 REACTIVOS Y PATRONES Todos los productos químicos usados en este método deben ser grado reactivo, a menos que se indique otro grado. NMX-AA-005-SCFI-2000 4/11 DGN Cuando se indique agua debe entenderse agua que cumpla con las siguientes características: a) Resistividad, megohm-cm a 25ºC: 0,2 mínimo; b) Conductividad, µS/cm a 25ºC: 5,0 máximo y c) pH: 5,0 a 8,0. - 5 - 6 7 Ácido Clorhídrico concentrado(HCl); Hexano (C6H14); Ácido Sulfúrico concentrado (H2SO4); Suspensión de tierra de diatomeas-sílice o tierra Sílice de aproximadamente 10 g/L de agua; Ácido Clorhídrico (1:1): Mezclar volúmenes iguales de Acido Clorhídrico concentrado y agua. Acido Súlfurico (1:1): Mezclar volúmenes iguales de Acido Sulfúrico concentrado y agua, y Aceite de referencia: Pesar aproximadamente y con precisión la cantidad requerida de una mezcla de aceite de referencia (mezcla de mineral SAE20 y vegetal mixto) acorde a la cantidad esperada de grasas y aceites en la muestra y agregar la mezcla a 1 L de agua. MATERIALES Cartuchos de extracción de celulosa para Soxhlet; Papel filtro con tamaño de poro fino; Embudo Büchner, y Desecador. EQUIPO Equipo de extracción Soxhlet; Bomba de vacío u otra fuente de vacío; Estufa eléctrica capaz de mantener 103°C; Estufa eléctrica de vacío capaz de mantener 80°C; Balanza analítica con precisión de 0,1 mg, y Equipo de filtración a vacío. RECOLECCIÓN, MUESTRAS PRESERVACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE NMX-AA-005-SCFI-2000 5/11 DGN 7.1 De la superficie del cuerpo de agua colectar un volumen de aproximadamente 1 L de muestra en un frasco de vidrio de boca ancha y tapa de cubierta de politetrafluoroetileno, poliamida, PVC polietileno o metálica. Ya que pueden ocurrir pérdidas de grasas y aceites por el equipo de muestreo, no se permite la colecta de una muestra compuesta. Dado que la muestra entera se ocupa en esta prueba, no se pueden tomar alícuotas de la muestra para realizar otro tipo de análisis. 7.2 En caso de existir la presencia de aceites emulsionados en el agua a muestrear, la muestra se toma de 20 cm a 30 cm de profundidad, cuando no haya mucha turbulencia para asegurar una mayor representatividad. 7.3 La muestra debe preservarse por acidificación con ácido clorhídrico 1:1 a un valor de pH menor a dos y refrigerarlas a 4°C. 7.4 El tiempo máximo de almacenamiento previo al análisis es de 28 días. 8 CONTROL DE CALIDAD 8.1 Cada laboratorio que utilice este método está obligado a operar un programa de control de calidad (CC) formal. 8.2 Es obligatorio para el laboratorio mantener los siguientes registros: Los nombres y títulos de los analistas que ejecutaron los análisis y el encargado de control de calidad que verificó los análisis. - Las bitácoras manuscritas del analista y del equipo en los que se contengan los siguientes datos: a) b) c) d) e) f) g) Identificación de la muestra; Fecha del análisis; Procedimiento cronológico utilizado; Cantidad de muestra utilizada; Número de muestras de control de calidad analizadas; Trazabilidad de las calibraciones de los instrumentos de medición; Evidencia de la aceptación o rechazo de los resultados; NMX-AA-005-SCFI-2000 6/11 DGN h) Además el laboratorio debe mantener la información original reportada por los equipos en disquetes o en otros respaldos de información. De tal forma que permita a un evaluador externo reconstruir cada determinación mediante el seguimiento de la información desde la recepción de la muestra hasta el resultado final. 8.3 Cada vez que se adquiera nuevo material volumétrico debe de realizarse la verificación de la calibración de este, tomando una muestra representativa del lote adquirido. 9 CALIBRACIÓN Se debe contar con un registro de verificación de calibración de los equipos y materiales siguientes: - Material volumétrico, y Balanza analítica. 10 PROCEDIMIENTO 10.1 Medir el pH de las muestras el cual debe ser menor de 2, si no tiene este valor acidifique con ácido clorhídrico 1:1 ó ácido sulfúrico 1:1. 10.2 Para muestras con un pH menor de 8 unidades generalmente es suficiente con adicionar 5 ml de ácido clorhídrico 1:1 ó 2 mL de ácido sulfúrico 1:1. 10.3 Preparar los matraces de extracción introduciéndolos a la estufa a una temperatura de 103°C - 105°C, enfriar en desecador y pesarlos, repetir el procedimiento hasta obtener el peso constante de cada uno de los matraces. 10.4 Preparar el material filtrante colocando un papel filtro en el embudo Büchner, colocar el embudo en un matraz Kitazato y agregar 100 mL de la suspensión de tierra de diatomeas-sílice sobre el filtro, aplicar vacío y lavar con 100 mL de agua. NMX-AA-005-SCFI-2000 7/11 DGN 10.5 Transferir el total de la muestra acidificada al embudo Büchner preparado aplicando vacío hasta que cese el paso de agua. Medir el volumen de la muestra. 10.6 Con ayuda de unas pinzas, transferir el material filtrante a un cartucho de extracción. Limpiar las paredes internas del embudo y el frasco contenedor de la muestra, así como la parte interna de la tapa del frasco con trozos de papel filtro previamente impregnados de disolvente (hexano) tener cuidado en remover la película de grasa y los sólidos impregnados sobre las paredes; colocar los trozos de papel en el mismo cartucho. 10.7 Secar el cartucho en una estufa a 103°C - 105°C por un período de 30 min. Transcurrido este período colocar en el equipo Soxhlet. 10.8 Adicionar el volumen adecuado de hexano al matraz de extracción previamente puesto a peso constante y preparar el equipo Soxhlet. Evitar tocar con las manos el cartucho y el matraz de extracción, para ello utilizar pinzas ó guantes de látex. 10.9 Colocar el equipo de extracción sobre la parrilla de calentamiento, controlar la temperatura del reflujo y extraer a una velocidad de 20 ciclos/hora durante un período de 4 h. 10.10 Una vez terminada la extracción retirar el matraz del equipo Soxhlet, y evaporar el disolvente. 10.11 El matraz de extracción libre de disolvente se coloca en el desecador hasta que alcance la temperatura ambiente. 10.12 Pesar el matraz de extracción y determinar la concentración de grasas y aceites recuperables. 10.13 Analizar un blanco de reactivo bajo las mismas condiciones de la muestra. 11 CÁLCULOS 11.1 Calcular las grasas y aceites recuperables (G y A) en la muestra usando la siguiente ecuación: G y A (mg/L)= (A - B) / V NMX-AA-005-SCFI-2000 8/11 DGN donde: A B V es el peso final del matraz de extracción (mg); es el peso inicial del matraz de extracción (mg), y es el volumen de la muestra, en litros. 11.2 Restar al resultado obtenido de la muestra el valor del blanco de reactivo. 11.3 Reportar los resultados del análisis en mg/L. 12 INTERFERENCIAS 12.1 Los hexanos tienen la facilidad de disolver no solamente las grasas y aceites minerales y vegetales, sino también otras sustancias como azufre elemental, tintes y otros compuestos orgánicos. 12.2 Existen pérdidas importantes de hidrocarburos de cadena corta y aromáticos simples con puntos de ebullición menores a 150°C. 12.3 Puede obtenerse interferencia positiva durante el secado del residuo debido a la adsorción de humedad si no se utiliza un desecador. 13 SEGURIDAD 13.1 No ha sido determinada la carcinogenicidad de todos los reactivos con precisión. Por lo que cada sustancia química debe tratarse como peligro potencial a la salud. La exposición a estas sustancias debe reducirse al menor nivel posible. Se sugiere que el laboratorio realice monitoreos de higiene ocupacional de cada reactivo a los que pueda estar expuesto el analista y que dichos resultados se encuentren a su disposición. 13.2 Este método puede no mencionar todas las precauciones de seguridad asociadas con su uso. El laboratorio es responsable de mantener un ambiente de trabajo seguro y un archivo de las Normas de seguridad respecto a la exposición y manejo seguro de las substancias químicas especificadas en éste método. Debe tenerse un archivo de referencia de NMX-AA-005-SCFI-2000 9/11 DGN las hojas de información de seguridad el cual debe estar disponible a todo el personal involucrado en estos análisis. 13.3 El ácido clorhídrico concentrado puede ser nocivo si se inhala, ingiere o entra en contacto con la piel. Puede causar irritación en las mucosas y en las vías respiratorias altas. Una exposición prolongada o repetida puede causar reacciones alérgicas en individuos sensibles. 13.4 Mientras se trabaje con cualquiera de los reactivos químicos descritos en este método, deberá usarse: bata, mascarilla contra disolventes, lentes de protección y guantes antiácido. 14 MANEJO DE RESIDUOS Es la responsabilidad del laboratorio cumplir con todos los reglamentos federales, estatales y locales referente al manejo de residuos, particularmente las reglas de identificación, almacenamiento y disposición de residuos peligrosos. 14.1 Cada laboratorio debe contemplar dentro de su Programa de Control de Calidad el destino final de los residuos generados durante la determinación. 14.2 El hexano se puede reciclar en el laboratorio o con un prestador de este tipo de servicios autorizado. 14.3 Todas las muestras que cumplan con la norma de descarga o alcantarillado pueden ser descargadas en el mismo sistema. 15 BIBLIOGRAFÍA NOM-001-ECOL-1996 Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 6 de enero de 1997. NOM-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades de Medida, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 14 de octubre de 1993 NMX-AA-005-SCFI-2000 10/11 DGN NMX-AA-003-1980 Aguas residuales.- Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 25 de marzo de 1980. NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores.- Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 5 de septiembre de 1980. NMX-AA-089/1-1986 Protección al ambiente - Calidad del agua - Vocabulario Parte 1. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 15 de julio de 1986 NMX-AA-115-SCFI-2000 Análisis de agua.- Criterios generales para el control de la calidad de resultados analíticos. NMX-AA-116-SCFI-2000 Análisis de agua - Guía de solicitud para la presentación de métodos alternos. Criterios Ecológicos de Calidad del Agua publicados en el Diario Oficial de la Federación el 13 de diciembre de 1989. Método D 3921 - 85, “Standard Test Method for Oil and grease and Petroleum Hydrocarbons in Water”, American Society for Testing and Materials, USA, ASTM Committee on Standards, Philadelphia PA, 1994 pp. 58 - 62. Método 9070, “ Total Recoverable Oil and Grease (Gravimetric, Separatory Funnel Extraction)” Environmental Protection Agency 1986. Método 5520 E “Soxhlet Extraction Method”. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, USA, American Public Health Association (APHA), Washington, DC 20005, 19th Edition 1995, pp 5-34. 16 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta norma mexicana no es equivalente a ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su elaboración. MÉXICO D.F., A NMX-AA-005-SCFI-2000 11/11 DGN LA DIRECTORA GENERAL DE NORMAS. CARMEN QUINTANILLA MADERO. JADS/AFO/DLR/MRG. NMX-AA-005-SCFI-2000 ANÁLISIS DE AGUA.-DETERMINACIÓN DE GRASAS Y ACEITES RECUPERABLES EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS – MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-005-1980) WATER ANALYSIS.- DETERMINATION OF EXTRACTABLES FATS AND OILS IN NATURAL, WASTEWATERS AND WASTEWATERS TREATED – TEST METHOD PREFACIO NMX-AA-005-SCFI-2000 DGN En la elaboración de la presente norma mexicana participaron las siguientes empresas e instituciones: - CASA ROCAS, S.A. - CENTRO DE SERVICIOS QUIMICOS DE AGUASCALIENTES - CENTRO NACIONAL DE METROLOGIA - COMISION ESTATAL DE AGUA Y SANEAMIENTO - COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD - COMISION NACIONAL DEL AGUA. - COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN AL AMBIENTE - CORPORACION MEXICANA DE INVESTIGACION EN MATERIALES - FISHER SCIENTIFIC MEXICANA S.A. DE C.V. - GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL. Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica; Dirección General de Normatividad y Apoyo Técnico. - INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. - INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO NMX-AA-005-SCFI-2000 DGN - INSTITUTO TECNOLOGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES Campo Monterrey. - LABORATORIO DE ECOLOGIA INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO DE PEMEX PERFORACION Y MANTENIMIENTO DE POZOS - LABORATORIO DE QUIMICA DEL MEDIO E INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO IDECA, S.A. DE C.V. - LABORATORIO QUIMICO INDUSTRIAL. - LABORATORIOS ABC QUIMICA, INVESTIGACION Y ANALISIS, S.A. DE C.V - MERCK- MÉXICO, S.A. - NOVAMANN, S.A. DE C.V. Laboratorio Control Químico. - PERKIN ELMER DE MEXICO, S.A. - PETROQUÍMICA CANGREJERA, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA MORELOS, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA PAJARITOS, S.A. DE C.V. - PROTECCIÓN AMBIENTAL Y ECOLOGÍA, S.A. DE C.V. NMX-AA-005-SCFI-2000 DGN - SECRETARÍA DE SALUD - SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE, RECURSOS NATURALES Y PESCA Instituto Nacional de Ecología; Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. - SERVICIOS AMBIENTALES MULTIPLES E INGENIERIA, S.A. DE C.V. - SERVICIOS DE INGENIERIA Y CONSULTORIA AMBIENTAL - SISTEMA INTERMUNICIPAL DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA Unidad Azcapotzalco. - UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Química; Instituto de Geofísica; Instituto de Ingeniería. - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO - VARIAN, S.A. DE C.V. ÍNDICE DEL CONTENIDO Número del capítulo Página 0 Introducción 1 1 Objetivo y campo de aplicación 1 NMX-AA-005-SCFI-2000 DGN 2 Principio 1 3 Definiciones 2 4 Reactivos y patrones 4 5 Materiales 4 6 Equipo 4 7 Recolección, preservación y almacenamiento de muestras 5 8 Control de calidad 5 9 Calibración 6 10 Procedimiento 6 11 Cálculos 8 12 Interferencias 8 13 Seguridad 9 14 Manejo de residuos 9 15 Bibliografía 10 16 Concordancia con normas internacionales 11 Regresar. NMX-AA-093-SCFI-2000 CDU: 631.879 CANCELA A LA NMX-AA-093-1984 DGN ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD ELECTROLÍTICA - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-093-1984) WATER ANALISIS - DETERMINATION OF ELECTROLITICAL CONDUCTIVITY - TEST METHOD 0 INTRODUCCIÓN La conductividad electrolítica es una expresión numérica de la capacidad de una solución para transportar una corriente eléctrica. Esta capacidad depende de la presencia de iones, de su concentración total, de su movilidad, valencia y concentraciones relativas, así como de la temperatura. La determinación de conductividad es de gran importancia pues da una idea del grado de mineralización del agua natural, potable, residual, residual tratada, de proceso o bien del agua para ser usada en el laboratorio en análisis de rutina o para trabajos de investigación. El valor de conductividad es un parámetro regulado por límites máximos permisibles en descargas de aguas residuales al alcantarillado o a cuerpos receptores, también es un parámetro de calidad del agua para usos y actividades agrícolas, para contacto primario y para el consumo humano. 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma mexicana establece el método de prueba para la determinación de la conductividad electrolítica en agua y es aplicable para agua potable, natural, tratada, residual, salina y residual tratada. NMX-AA-093-SCFI-2000 2/22 DGN 2 PRINCIPIO Este método se basa en la propiedad que adquiere el agua de conducir la corriente eléctrica cuando tiene iones disueltos. La conducción de la corriente eléctrica en agua, puede explicarse por medio de la disociación electrolítica. Cuando se disuelve en agua un ácido, una base o una sal, una porción se disocia en iones positivos y otra en negativos + MA → M +A Los iones se mueven independientemente y se dirigen a los electrodos de carga opuesta mediante la aplicación de un campo eléctrico. La cantidad de moléculas que se han disociado depende de la concentración de la solución. Las soluciones, al igual que los conductores metálicos obedecen a la Ley de Ohm, excepto en voltajes muy elevados y corrientes de frecuencia muy alta. Si en una solución electrolítica se colocan dos electrodos de área A separados por una distancia d, y se aplica un campo eléctrico E, la diferencia de potencial V entre los electrodos será proporcional a la distancia d y al campo eléctrico E. V=dE donde: V E D es la diferencia de potencial entre los electrodos en volts; es el campo eléctrico aplicado en amperes, y es la distancia de separación entre las placas en cm. (1) NMX-AA-093-SCFI-2000 3/22 DGN La conductancia específica o conductividad σ es inversamente proporcional a la resistencia eléctrica y está definida por la relación : σ= J E (2) donde: J E es la densidad de corriente, y es la carga eléctrica. La densidad de corriente J se define a su vez por la ecuación: J= I A (3) donde: I A es la intensidad de corriente, y es el área. Combinando las ecuaciones (1), (2), y (3) se obtiene que la diferencia de potencial V es: V= Id A (4) NMX-AA-093-SCFI-2000 4/22 DGN Al valor d/ σ A se le conoce como la resistencia que presenta la disolución al paso de la corriente y se denota por la letra R. R= d σA (5) Por lo que la ecuación (4) se transforma en la ley de Ohm. V= IR (6) σ De la ecuación (5) se obtiene que las unidades de la conductancia específica son: σ= d = RA cm = ohmxcm2 1 = ohmxcm Siemen cm (7) La ecuación anterior permite el cálculo de la conductancia específica de la disolución conociendo su resistencia y las dimensiones de la celda de conductividad. Se define como constante K de la celda de conductividad a la relación existente entre la distancia de los electrodos d, y su área A K= d A (8) Por lo que la fórmula de conductividad está dada por : σ= K R (9) Una vez medida la resistencia de la solución o su inverso la conductividad y conociendo la constante de la celda se conoce la conductancia específica de la solución σ. 3 DEFINICIONES Para los propósitos de esta norma se establecen las siguientes definiciones: 3.1 Aguas naturales NMX-AA-093-SCFI-2000 5/22 DGN Agua cruda, subterránea, de lluvia, de tormenta, de tormenta residual y superficial. 3.2 Aguas residuales Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, agrícolas, pecuarias, domésticos y similares, así como la mezcla de ellas. 3.3 Bitácora Cuaderno de laboratorio debidamente foliado e identificado, en el cual los analistas anotan todos los datos de los procedimientos que siguen en el análisis de una muestra, así como todas las informaciones pertinentes y relevantes a su trabajo en el laboratorio. Es a partir de dichas bitácoras que los inspectores pueden reconstruir el proceso de análisis de una muestra tiempo después de que se llevó a cabo. 3.4 Calibración Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones, efectuando una corrección del instrumento de medición para llevarlo a las condiciones iniciales de funcionamiento. 3.5 Calibración inicial El análisis de un mínimo de tres concentraciones distintas de estándares de los analitos de interés. Una concentración deberá estar cerca del límite de detección del método (LDM) y otra cercana al límite del intervalo lineal del método (LIL). 3.6 Conductancia Es la propiedad que tiene una sustancia de permitir el paso de la corriente eléctrica originada por una diferencia de potencial. Se expresa en siemens (S) equivalente a Ohm a la menos uno ( Ω -1). 3.7 Conductividad electrolítica ó conductancia específica.( σ ) Reciproco de la resistencia en Ohms medida entre las caras opuestas de 1 cm3 de solución acuosa a una temperatura específica. NMX-AA-093-SCFI-2000 6/22 DGN σ= 1 K Siemens S = = = Rs Rm centímetro cm donde: Rs Rm es la resistencia específica, y es la resistencia medida. Unidades: 1 3.8 µS mS S =103 = = 104 cm m cm Constante de celda( K) A la relación que existe entre la distancia de los electrodos d, y su área A K= 3.9 d 1 = = cm -1 A cm Descarga Acción de verter, infiltrar o depositar o inyectar aguas residuales a un cuerpo receptor en forma continua, intermitente o fortuita, cuando éste es un bien del dominio público de la Nación. 3.10 Desviación estándar experimental Para una serie de n mediciones del mismo mensurando, es la magnitud s que caracteriza la dispersión de los resultados, dado por la fórmula: n s= ∑ (x i =1 i − x) 2 n −1 NMX-AA-093-SCFI-2000 7/22 DGN En donde xi es el resultado de la i-ésima medición y x es la media aritmética de los n resultados considerados. 3.11 Disolución estándar Disolución de concentración conocida preparada a partir de un patrón primario. 3.12 Disolución madre Corresponde a la disolución de máxima concentración en un análisis. Es a partir de esta disolución que se preparan las disoluciones de trabajo. 3.13 Error aleatorio Resultado de una medición menos la medida que resultaría de un número infinito de mediciones del mismo mensurando realizadas bajo condiciones de repetibilidad. 3.14 Error de medición Resultado de un mensurando menos un valor verdadero del mensurando o un valor convencionalmente verdadero. 3.15 Error relativo Error de medición dividido por un valor verdadero o convencionalmente verdadero del mensurando. 3.16 Error sistemático Medida que resultaría de un número infinito de mediciones del mismo mensurando realizadas bajo condiciones de repetibilidad menos un valor verdadero del mensurando. 3.17 Exactitud Proximidad de concordancia entre el resultado de una medición y un valor verdadero del mensurando. 3.18 Material de referencia NMX-AA-093-SCFI-2000 8/22 DGN Material o substancia en el cual uno o mas valores de sus propiedades son suficientemente homogéneas y bien definidas, para ser utilizadas para la calibración de aparatos, la evaluación de un método de medición, o para asignar valores a los materiales. 3.19 Material de referencia certificado Material de referencia, acompañado de un certificado, en el cual uno o más valores de las propiedades están certificados por un procedimiento que establece la trazabilidad a una realización exacta de la unidad en la cual se expresan los valores de la propiedad, y en el que cada valor certificado se acompaña de una incertidumbre con un nivel declarado de confianza. 3.20 Medición Conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una magnitud. 3.21 Mensurando Magnitud particular sujeta a medición. 3.22 Muestra compuesta La que resulta de mezclar un número de muestras simples. Para conformar la muestra compuesta, el volumen de cada una de las muestras simples deberá ser proporcional al caudal de la descarga en el momento de su toma. 3.23 Muestra simple La que se tome en el punto de descarga, de manera continua, en día normal de operación que refleje cuantitativa y cualitativamente el o los procesos más representativos de las actividades que generan la descarga, durante el tiempo necesario para completar cuando menos, un volumen suficiente para que se lleven a cabo los análisis necesarios para conocer su composición, aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento de muestreo. NMX-AA-093-SCFI-2000 9/22 DGN 3.24 Parámetro Variable que se utiliza como referencia para determinar la calidad del agua. 3.25 Patrón (de medición) Material de referencia, instrumento de medición, medida materializada o sistema de medición destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o más valores de una magnitud para utilizarse como referencia. 3.26 Patrón nacional (de medición) Patrón reconocido por una decisión nacional en un país, que sirve de base para asignar valores a otros patrones de la magnitud concerniente. 3.27 Patrón primario Patrón que es designado o reconocido ampliamente como un patrón que tiene las más altas cualidades metrológicas y cuyo valor es aceptado sin referencia a otros patrones de la misma magnitud. 3.28 Patrón de referencia Patrón, en general de la más alta calidad metrológica disponible en un lugar dado, o en una organización determinada del cual se derivan las mediciones realizadas en dicho lugar 3.29 Patrón secundario Patrón cuyo valor es establecido por comparación con un patrón primario de la misma magnitud. 3.30 Patrón de trabajo NMX-AA-093-SCFI-2000 10/22 DGN Patrón que es usado rutinariamente para calibrar o controlar las medidas materializadas, instrumentos de medición o los materiales de referencia. 3.31 Precisión Es el grado de concordancia entre resultados analíticos individuales cuando el procedimiento analítico se aplica repetidamente a diferentes alícuotas o porciones de una muestra homogénea. Usualmente se expresa en términos del intervalo de: x = x ± tα/2 s n donde: x t α/2 s n x 3.32 es la media calculada a partir de un mínimo de tres mediciones independientes; Se debe emplear el valor de la t de Student para un nivel de significancia del 95 %; es la desviación estándar de la muestra; es el número de réplicas, y es el resultado que incluye el intervalo de confianza. Resistencia(R) Es la propiedad que tiene una sustancia de oponerse al paso de una corriente eléctrica originada por una diferencia de potencial, se expresa en Ohm( Ω ). La resistencia de un conductor es inversamente proporcional a su área de sección transversal y directamente proporcional a su longitud. 3.33 Resistividad electrolítica (R) La resistencia en Ohms medida entre las caras opuestas de 1 cm3 de una solución acuosa a una temperatura específica. Unidades Ohmcm= Ωohm-cm 3.34 Trazabilidad NMX-AA-093-SCFI-2000 11/22 DGN Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas. 3.35 Verificación de la calibración Una verificación periódica de que no han cambiado las condiciones del instrumento en una forma significativa. 4 REACTIVOS Y PATRONES Los reactivos que a continuación se mencionan deben ser grado analítico a menos que se especifique otra cosa. Antes de preparar las disoluciones patrón el agua debe prepararse como a continuación se indica: hervir el agua bidestilada o desionizada durante 15 min y enfriarla en condiciones de protección contra la redisolución de CO2 atmosférico. Minimizar el contacto con la atmósfera. - Agua: Debe entenderse agua que cumpla con las siguientes características: a)Resistividad: megohm-cm a 25ºC: 0,2 min; b) Conductividad: µS /cm a 25ºC: 5,0 Máx.; c) pH: 5,0 a 8,0; - Alcohol, 95% Alcohol Etílico, Alcohol Isopropílico, o Alcohol Metílico; Agua regia. Mezclar 3 volúmenes de Acido Clorhídrico concentrado, (HCl, 38%, d= 1,19) con 1 volumen de Acido Nítrico concentrado, ( HNO3, d= 1,42); Éter Etílico; Ácido Clorhídrico concentrado ( HCl, 38 %, d= 1,19 ); Acido Cloroplatínico (H2PtCl6 6H2O); Acetato de Plomo Pb(C2H3O2)2; HCl (1+1). Mezclar 1 volumen de Acido Clorhídrico concentrado con 1 volumen de agua; Disolución de platinización. Disolver 1,5 g. de Acido Cloroplatínico en 50 mL de agua conteniendo 0,012 5 g de Acetato de Plomo; Cloruro de Potasio; Cloruro de Sodio; Disolución A, patrón de Cloruro de Potasio 0,1 mol/L: secar el Cloruro de Potasio, disolver 7,456 g en agua a 25 °C y aforar a 1 000mL. La conductividad de la solución a 25ºC es de 1 290 mS/m; - NMX-AA-093-SCFI-2000 12/22 DGN - Disolución B, patrón de Cloruro de Potasio 0,01mol/L. Diluir 100mL de la disolución de 0,1 mol/L con agua a 1 000mL a 25°C. La conductividad de la disolución a 25ºC es de 141 mS/m; Disolución C, patrón de Cloruro de Potasio 0,001mol/L. Diluir 100 mL de la disolución B con agua a 1 000mL a 25°C. La conductividad de la solución a 25ºC es de 14,7 mS/m, y Disolución D, patrón de Cloruro de Sodio 1 000mg/L. Secar a 105 °C durante 2 h. Pesar 1,000 0 g de NaCl y disolver en agua a 25 °C, aforar a 1 000mL. La conductividad de la disolución a 25°C es de 199 mS/m. TABLA 1.- Conductividad electrolítica de disoluciones de Cloruro de Potasio Concentración de Cloruro de Potasio (KCl) mol/L 0,000 5 0,001 0,005 0,01 0,02 0,05 0,1 0,2 TABLA 2.- mS/m 7,4 14,7 72 141 277 670 1 290 2 480 Conductividad electrolítica de soluciones de Cloruro de Sodio Concentración de Cloruro de Sodio (NaCl) mol/L 0,001 0,01 0,1 0,5 5 Conductividad electrolítica a 25°C MATERIALES Conductividad electrolítica a 25°C mS/m 12,4 118,6 1 066 4 665 NMX-AA-093-SCFI-2000 13/22 DGN - - - Todo el material volumétrico utilizado en este procedimiento debe ser clase A con certificado o en su caso debe estar calibrado; Termómetro; Celda de conductividad; Celda de conductividad tipo electrodo de platino. Este tipo de celda es en forma de pipeta o de inmersión. La elección de la celda depende de la amplitud esperada de conductividad y de la amplitud de resistencia del instrumento. Las celdas de flujo continuo (directo) o en línea deben ser usadas para mediciones de conductividades abajo de 10 µS/cm, para evitar contaminación de la atmósfera. Se recomienda que el flujo a través de la celda sea de 0,3m/s. Electrodos de platino o platinizados. Los electrodos platinizados pueden ser usados para todas las determinaciones, excepto para conductividades abajo de 0,1 µS/cm.No son muy recomendables para agua residual, se contaminan facilmente, y Electrodos hechos de metales comunes duraderos (acero inoxidable entre otros) para mediciones continuas en campo o rutinarias. La calibración de estas celdas debe realizarse mediante el uso de una solución patrón y mediante comparación de la conductividad de la muestra con los resultados obtenidos con un instrumento de laboratorio. TABLA 3.- Constantes de celda recomendadas para varios rangos de conductividad Rango de conductividad, µS/cm 0,05 a 20 1 a 200 10 a 2 000 100 a 20 000 1 000 a 200 000 6 - Constante de celda, cm-1 0,01 0,1 1 10 50 EQUIPO Medidor de conductividad (Conductímetro).- Consistente en una fuente de corriente alterna, un puente de Wheatstone o equivalente, un indicador de valor nulo y una celda de conductividad u otro instrumento que mida el índice de corriente alterna y su voltaje a través de la celda, proporcionando una lectura lineal de la conductividad, con compensador de temperatura manual o automático. Para mediciones en campo, se requiere de un equipo portátil que posea las NMX-AA-093-SCFI-2000 14/22 DGN - mismas características que el equipo de laboratorio; Un instrumento que mida la conductividad con un error que no exceda el 1% o 1µS/cm, y Balanza analítica con precisión de 0,1 mg. 7 RECOLECCIÓN, MUESTRAS PRESERVACION Y ALMACENAMIENTO DE 7.1 Cuando sea posible, debe efectuarse la determinación de conductividad directamente en el punto de muestreo sin extraer muestra; si no es posible, tome un volumen mínimo requerido según el instrumento empleado en un envase de polietileno limpio y determine la conductividad de inmediato. 7.2 La determinación de conductividad debe realizarse lo más pronto posible, en especial cuando existe la posibilidad de un intercambio de gases tales + como Dióxido de Carbono (CO2) y Amonio (NH4 ) con la atmósfera, o una posible actividad biológica. Si no es posible la determinación en el sitio de muestreo tomar la muestra en un recipiente de polietileno de alta densidad, con sello hermético, y llenar completamente el recipiente No requiere de ningún conservador, la actividad biológica puede reducirse mediante la refrigeración a 4ºC y en la oscuridad. Tomar la temperatura del agua en el sitio de muestreo. Analizar lo más pronto posible o antes de 24 h. 8 CONTROL DE CALIDAD 8.1 Cada laboratorio que utilice este método está obligado a operar un programa de control de calidad formal. 8.2 Es obligatorio para el laboratorio mantener los siguientes registros: - Los nombres y títulos de los analistas que ejecutaron los análisis y el encargado de control de calidad que verificó los análisis, y Las bitácoras manuscritas del analista y del equipo en los que se contengan los siguientes datos: a) b) Identificación de la muestra; Fecha del análisis; NMX-AA-093-SCFI-2000 15/22 DGN c) d) e) f) g) h) Procedimiento cronológico utilizado; Cantidad de muestra utilizada; Número de muestras de control de calidad analizadas; Trazabilidad de las calibraciones de los instrumentos de medición; Evidencia de la aceptación o rechazo de los resultados, y Además el laboratorio debe mantener la información original reportada por los equipos en disquetes o en otros respaldos de información. De tal forma que permita a un evaluador externo reconstruir cada determinación mediante el seguimiento de la información desde la recepción de la muestra hasta el resultado final. 8.3 Las lecturas de la balanza analítica utilizada para efectuar las pesadas de los reactivos deben de ser trazables a los patrones del Centro Nacional de Metrología 9 CALIBRACION 9.1 Calibración del medidor de conductividad: Si el equipo no se usa frecuentemente, calibre el instrumento antes de cada determinación. Para determinaciones frecuentes establezca la frecuencia de calibración dependiendo de la estabilidad del instrumento utilizado. 9.1.1 Seguir las instrucciones del fabricante para la operación del instrumento. 9.1.2 Para efectuar la calibración la disoluciones patrón deben estar a 25°C preferentemente o a la temperatura ambiente. 9.1.3 El instrumento debe ser calibrado con una disolución patrón de Cloruro de Potasio (KCl) o de Cloruro de Sodio (NaCl) cuyo valor de conductividad sea conocido y esté cercano al intervalo de la conductividad esperada y de la amplitud de resistencia del instrumento, cada vez que se cambie de celda, se platinizen los electrodos o exista alguna causa para dudar de la precisión de las lecturas. NOTA.- Las tablas 1 y 2 muestran concentraciones de disoluciones que pueden ser usadas como patrones para la calibración del instrumento. 9.1.4 Enjuagar la celda con porciones de la disolución patrón antes de realizar la calibración para evitar contaminación por electrolitos. NMX-AA-093-SCFI-2000 16/22 DGN 9.1.5 Sumergir la celda en la disolución patrón, el nivel de la disolución debe cubrir los orificios de ventilación de la celda, agitar la celda verticalmente para expulsar las burbujas de aire. 9.1.6 Seleccionar el rango adecuado de medición en el instrumento, si la lectura no es la correspondiente a la disolución patrón, ajustar con el control de calibración hasta que la lectura del instrumento corresponda al valor de la disolución. 9.2 Determinación de la constante de celda Enjuagar la celda de conductividad al menos con tres porciones de disolución de Cloruro de Potasio (KCl) 0,01 M. Ajustar la temperatura de la cuarta porción a 25°C ± 0,1 °C, medir la resistencia y anotar el valor de la temperatura. Calcular la constante de celda con la siguiente ecuación: K = ( 0,001 413) (RKCl) 1 + 0,019 1 ( t - 25) donde: RKCl t 0,001 413 0,019 1 es la resistencia medida en ohms a 25°C; es la temperatura observada, °C; es la conductividad de la disolución de KCl en S/cm, y -1. es la constante para corrección de temperatura en °C 10 PROCEDIMIENTO 10.1 Medición de la conductividad 10.1.1 Preparar el equipo para su uso de acuerdo a las instrucciones del fabricante y seleccionar un electrodo con la constante de celda apropiada para el intervalo de medición en que se usará. 10.1.2 La cantidad de la muestra depende del equipo por usar. 10.1.3 Las muestras y la disolución de calibración deben estar a 25°C de preferencia o a la temperatura ambiente. 10.1.4 Determinar la temperatura de la muestra. NMX-AA-093-SCFI-2000 17/22 DGN 10.1.5 Enjuagar la celda con porciones de la disolución de prueba antes de realizar la medición para evitar contaminación de la muestra por electrolitos. 10.1.6 Sumergir la celda en la disolución de prueba, el nivel de la disolución debe cubrir los orificios de ventilación de la celda, agitar la celda verticalmente para expulsar las burbujas de aire. 10.1.7 Seleccionar el rango adecuado de medición en el instrumento, una vez que se estabilice la lectura, anotar el valor de conductividad. 10.1.8 Después de cada determinación, retirar la celda de la disolución y enjuagarla con agua desionizada. 10.1.9 Reportar los resultados como conductancia específica o conductividad , mS/m a 25°C. Muchos instrumentos incorporan correcciones de la constante de celda en una función integral y directamente medida de la conductividad obtenida. En su caso multiplicar el valor de la conductancia obtenida por la constante de celda para obtener la conductividad electrolítica. El factor de conductancia de disoluciones electrolíticas en agua, es casi siempre positivo y de una magnitud de 1 a 3 % por oC, dependiendo de la concentración de los iones electrolíticos y de su naturaleza. La temperatura de referencia en las mediciones de conductividad es de 25°C por lo que la mayoría de los instrumentos cuentan con compensador de temperatura. Si no existe en el instrumento el compensador, es necesario ajustar la temperatura de la disolución a prueba a 25°C. No se recomienda efectuar un ajuste matemático por medio de un factor debido a su naturaleza empírica. Existen factores de corrección por temperatura muy específicos, para la conversión de valores de conductividad de aguas naturales a distintas temperaturas en °C a la temperatura de referencia de 25°C. 10.2 Mantenimiento de electrodos 10.2.1 Preparación de electrodos Los electrodos pueden estar deteriorados en la superficie o bien si las constantes de NMX-AA-093-SCFI-2000 18/22 DGN celda no concuerdan con los límites razonables o con los valores nominales de las disoluciones patrón es necesario limpiar y replatinizar los electrodos, siempre que las lecturas sean irregulares, cuando no pueda obtenerse un punto final neto, o cuando la inspección muestre que se han desprendido capas de negro de platino. Los electrodos de platino son usados para determinaciones de precisión. 10.2.2 Limpieza de celda Mezclar una parte por volumen de Alcohol Isopropílico, 1 parte de etil éter, y una parte de HCl (1+1). Limpiar y enjuagar con agua desionizada. NOTA.- Los electrodos de la celda no se deben lijar o raspar, ya que se puede desprender la capa de platino. Para remover el negro de platino restante de los electrodos se limpian con agua regia, o por electrólisis con HCl (d= 1,19). 10.2.3 Replatinización de electrodos Platinización de electrodos de la celda con la solución (H2PtCl6 6H2O). Se requiere de una celda de platinización que consiste de una fuente de poder de 6 V. d.c., un resistor variable, un miliamperimetro y un electrodo. El depósito de platino es de color negro y debe presentar buena adherencia a la superficie del electrodo . El procedimiento de platinizado no es crítico. Una buena capa de platinizado se obtiene usando de 1,5 a 3 2 2 C/cm de área de electrodo. Por ejemplo para un electrodo con 10 cm de área en ambos lados, el tiempo de platinizado a una corriente de 20 mA puede ser o será de 2 2,5 a 25 min. La densidad de corriente puede ser desde 1 a 4 mA/cm de área del electrodo. Durante el platinizado agitar ligeramente la disolución. Cuando no este en uso llenar las celdas con agua para prevenir el secado de los electrodos mientras permanecen almacenados. 11 CÁLCULOS 11.1 Si se cuenta con un conductímetro con compensador de temperatura no se requiere hacer cálculos. 11.2 Cuando se mide la resistencia de la muestra, la conductividad a 25°C es: (1X106)K σ = ------------------------------ NMX-AA-093-SCFI-2000 19/22 DGN Rm1+ 0,019 1(t-25) donde: σ K Rm T es la conductividad, S/cm; es la constante de celda, cm-1; es la resistencia medida de la celda, ohms, y es la temperatura de medición, °C 11.3 Cuando se mide la conductividad de la muestra, dicha conductividad a 25°C es : m (1X106)K σ = ---------------------------1+ 0,019 1(t-25) donde: m es la conductividad medida, σ a t°C. 12 INTERFERENCIAS 12.1 Cuando el agua contenga grandes cantidades de material en suspensión es preferible dejarla sedimentar antes de medir la conductividad con objeto de disminuir la posibilidad de ensuciar el electrodo de la celda. 12.2 Evitar que las grasas y aceites cubran el electrodo, porque afectan la precisión de la lectura. 12.3 Eliminar las burbujas de aire presentes en la celda de medición. 12.4 La exposición de muestras a la atmósfera puede causar cambios en la conductividad/ resistividad, debido a la pérdida o ganancia de gases disueltos (CO2 y NH4). En caso de aguas de bajas concentraciones de materiales disueltos ionizados. El CO2 , normalmente presente en el aire puede drásticamente cambiar la conductividad/ resistividad del agua pura. El contacto con aire puede evitarse usando celdas en línea o de flujo continuo. NMX-AA-093-SCFI-2000 20/22 DGN 13 SEGURIDAD Esta norma no específica todas las normas de seguridad que deben observarse durante su aplicación. Es responsabilidad del usuario observar las reglas generales y particulares de higiene y seguridad aplicables a las operaciones de muestreo y al manejo de equipos, materiales y reactivos químicos especificados en esta norma. 14 MANEJO DE RESIDUOS 14.1 Es responsabilidad del laboratorio cumplir con todos los reglamentos federales, estatales y locales referentes al manejo de residuos, particularmente las reglas de identificación, almacenamiento y eliminación de residuos peligrosos. 14.2 En pruebas de campo, después de realizar la determinación, la muestra que se haya tomado se regresa al cuerpo de agua muestreado. 15 BIBLIOGRAFÍA NOM-001-ECOL-1996 Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 6 de enero de 1997. NOM-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades de Medida, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 14 de octubre de 1993 NMX-AA-003-1980 Aguas residuales.- Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 25 de marzo de 1980. NMX-AA-007-SCFI-2000 Análisis de agua - Determinación de la temperatura en aguas naturales y residuales - Método de prueba. NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores.- Muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 5 de septiembre de 1980. NMX-AA-089/1-1986 Protección al ambiente - Calidad del agua - Vocabulario - NMX-AA-093-SCFI-2000 21/22 DGN Parte 1. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 15 de julio de 1986 NMX-AA-115-SCFI-2000 Análisis de agua.- Criterios generales para el control de la calidad de resultados analíticos. NMX-AA-116-SCFI-2000 Análisis de agua - Guía de solicitud para la presentación de métodos alternos. Draft International Standard ISO/ DIS 7888- 1985 Water Quality- Determination of Electrical Conductivity. ASTM Designation D 1125-82, Standard Test Methods for Electrical Conductivity and Resistivity of Water Method 120.1 EPA .Conductancia. revisión 1982. 2510 B “Laboratory Method”, American Public Health Association, “Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater”, American Public Health Association, United States of America, Washington, DC 20005, 19th Edition 1995. pp. 2-43 - 2-45. 16 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta norma mexicana no es equivalente a ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su elaboración. MÉXICO D.F., A LA DIRECTORA GENERAL DE NORMAS. CARMEN QUINTANILLA MADERO. NMX-AA-093-SCFI-2000 22/22 DGN JADS/AFO/DLR/MRG. NMX-AA-093-SCFI-2000 ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD ELECTROLÍTICA - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-093-1984) WATER ANALISIS - DETERMINATION OF ELECTROLITICAL CONDUCTIVITY - TEST METHOD NMX-AA-093-SCFI-2000 DGN PREFACIO En la elaboración de la presente norma mexicana participaron las siguientes empresas e instituciones: - CASA ROCAS, S.A. - CENTRO DE SERVICIOS QUIMICOS DE AGUASCALIENTES - CENTRO NACIONAL DE METROLOGIA - COMISION ESTATAL DE AGUA Y SANEAMIENTO - COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD - COMISION NACIONAL DEL AGUA. - COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN AL AMBIENTE - CORPORACION MEXICANA DE INVESTIGACION EN MATERIALES - FISHER SCIENTIFIC MEXICANA S.A. DE C.V. - GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL. Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica; Dirección General de Normatividad y Apoyo Técnico. - INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. NMX-AA-093-SCFI-2000 DGN - INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO - INSTITUTO TECNOLOGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES Campo Monterrey. - LABORATORIO DE ECOLOGIA INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO DE PEMEX PERFORACION Y MANTENIMIENTO DE POZOS - LABORATORIO DE QUIMICA DEL MEDIO E INDUSTRIAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIO IDECA, S.A. DE C.V. - LABORATORIO QUIMICO INDUSTRIAL. - LABORATORIOS ABC QUIMICA, INVESTIGACION Y ANALISIS, S.A. DE C.V - MERCK- MÉXICO, S.A. - NOVAMANN, S.A. DE C.V. Laboratorio Control Químico. - PERKIN ELMER DE MEXICO, S.A. - PETROQUÍMICA CANGREJERA, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA MORELOS, S.A. DE C.V. - PETROQUÍMICA PAJARITOS, S.A. DE C.V. NMX-AA-093-SCFI-2000 DGN - PROTECCIÓN AMBIENTAL Y ECOLOGÍA, S.A. DE C.V. - SECRETARÍA DE SALUD - SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE, RECURSOS NATURALES Y PESCA Instituto Nacional de Ecología; Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. - SERVICIOS AMBIENTALES MULTIPLES E INGENIERIA, S.A. DE C.V. - SERVICIOS DE INGENIERIA Y CONSULTORIA AMBIENTAL - SISTEMA INTERMUNICIPAL DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA Unidad Azcapotzalco. - UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Química; Instituto de Geofísica; Instituto de Ingeniería. - UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO - VARIAN, S.A. DE C.V. ÍNDICE DEL CONTENIDO Número del capítulo Página NMX-AA-093-SCFI-2000 DGN 0 Introducción 1 1 Objetivo y campo de aplicación 1 2 Principio 2 3 Definiciones 4 4 Reactivos y patrones 11 5 Materiales 13 6 Equipo 14 7 Recolección, preservación y almacenamiento de muestras 14 8 Control de calidad 15 9 Calibración 16 10 Procedimiento 17 11 Cálculos 19 12 Interferencias 20 13 Seguridad 20 14 Manejo de residuos 21 15 Bibliografía 21 16 Concordancia con normas internacionales 22
