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Trabajo de: Química sanitaria Tema: Tratamiento de aguas contaminadas por Nitrógeno Integrantes: Maria Monica Calderón Amilkar E. Cobo Torres Valentina Lara Natalia Silva Saumeth Profesor: Guillermo De la Cruz Programa: Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de ingenierías y tecnológicas Universidad Popular del Cesar Valledupar, Cesar 2023 Objetivo Lograr comprender las diferentes situaciones en donde el agua se ve contaminada por químicos (Nitrógeno). Por medio de exposiciones llevar los saberes previos a los demás compañeros del curso de química sanitaria. Obtener el conocimiento previo requerido por el curso. Introducción El agua es un recurso natural renovable, importante en los diferentes procesos de los seres vivos, juega un papel importante en la calidad de vida de cada uno de los seres bióticos del planeta, por ello, su cuidado y su preservación es tarea que cada individuo tiene impuesta. Muchas veces este recurso se ve afectado por diferentes actividades del ser humano, sea económica o de cualquier otra orientación. Las industrias muchas veces no cuentan con un sistema de manejo de residuos y/o no se acogen bajo las normas establecidas para evitar contaminar el agua que regularmente son usadas para las actividades que impulsan estas mismas. El agua contaminada por nitrógeno, principalmente es encontrada o es resultado de estas industrias, industrias como: mineras, textiles, agrícolas, química y alimentaria, son algunas de las que más causan esta problemática ambiental. La contaminación del agua con Nitrógeno, resulta toxico tanto como para los seres vivos como para los suelos y demás componentes de la biodiversidad, que como ingenieros ambientales debemos buscar evitar su contaminación, y si ya ha sido contaminada, buscar la remediación, para minimizar el riesgo intoxicación y un desastre ambiental a mayor escala. Contaminación del agua por Nitrógeno La contaminación del agua por nitrógeno, es una problemática ambiental que ocurre en gran medida en el mundo actual, industrias como: la textil, minera, agrícola, química y demás, son algunas responsables de esta problemática. Contaminar el agua con este elemento químico, lleva a degradar el ecosistema y causar diferentes alteraciones, por ejemplo: la eutrofización, es una de estas alteraciones, ya que el agua con exceso de nitrógeno produce alteración en la reproducción de las algas y diferentes plantas acuáticas, llevándolas a crecer descontroladamente, llevando acabo esta problemática, lo que aún es peor, ya que el crecimiento de estas plantas, no permite el paso de la luz solar en los adentros del agua, lo que también trae consigo, riesgo a la vida de las diferentes especies de fauna acuática que pueda encontrarse en ese cuerpo de agua contaminado. Tratamiento de aguas contaminadas con Nitrógeno En la actualidad se cuenta con varios mecanismos que nos ayudan a reparar la contaminación de cuerpos de agua contaminados por Nitrógeno, algunos de estos son: I. Tratamiento biológico: estos mecanismos usan los microorganismos para descomponer los compuestos de nitrógeno presente en el agua. Los procesos más comunes son la nitrificación y la desnitrificación, en la etapa de la nitrificación, las bacterias convierten el amonio (NH4+) en nitritos (NO2-) y luego en nitratos (NO3-). En la etapa de desnitrificación las bacterias convierten los nitratos en nitrógeno gaseoso (N2) que se libera a la atmosfera. II. Filtración biológica: los filtros biológicos son sistemas que utilizan medios filtrantes (como aren o grava) para proporcionar un medio favorable para el crecimiento de bacterias nitrificantes y desnitrificantes. El agua se hace pasar a través de estos medios, permitiendo que las bacterias eliminen el nitrógeno. III. Procesos de absorción: estos implican el uso de materiales absorbentes como carbón activado y resina de intercambio iónico, que tiene la capacidad de capturar y retener los compuestos de nitrógeno presentes en el agua. IV. Procesos de membrana: los sistemas de membrana, como la ultrafiltración y la osmosis inversa, utilizan membranas semipermeables, para separar los contaminantes, incluido el nitrógeno del agua. Estos procesos pueden ser eficaces para eliminar moléculas y partículas de tamaño pequeño, incluido los compuestos nitrogenados. V. Desinfección: después de aplicar los procesos de eliminación de nitrógeno, es importante realizar una etapa de desinfección, para eliminar cualquier patógeno que pueda estar presente en el agua tratada. Los métodos comunes de desinfección incluyen la cloración, la ozonización o la radiación ultravioleta. Factores determinantes en la reducción del nitrógeno Tener claro el proceso de desnitrificación es de gran importancia para identificar qué inconvenientes se podrían presentar al momento de realizarlo, ya que algunos factores como la cantidad de oxígeno pH, temperatura, materia orgánica y concentración de nitrato pueden afectar el curso del tratamiento de aguas. La manera de evitar irregularidades de cualquier tipo en estos procesos es implementar los diferentes sensores que permiten llevar un control riguroso de los factores mencionados anteriormente. En este sentido, se encuentran los sensores de pH y redox, los cuales presentan una sugerencia para determinar la medida en cuanto al avance del tratamiento, algo que es posible en las instalaciones adecuadas que cuentan con las medidas especiales para llevar un adecuado manejo de los elementos y productos químicos. Los medidores de amonio y nitratos online, por otro lado, son un método moderno para llevar un control más detallado sobre estos elementos. Estos medidores se basan en una técnica de ion selectiva, lo que hace más certera la medida, permitiendo mayor éxito en el proceso. Para poder controlar el proceso de nitrificación/desnitrificación se han utilizado varios tipos de sensores: Sensores de pH y rédox: durante el proceso de nitrificación/desnitrificación se produce un cambio tanto del pH como del rédox. Estos sensores son una medida indirecta de la progresión de los procesos. A continuación, se presentan unas gráficas donde se muestra cómo evolucionan estos parámetros a lo largo del proceso N/DN (Nitrificación- Desnitrificación) Estos cambios tan grandes en estos dos parámetros posibilitan realizar un control sobre el proceso. El cambio de los mismos depende de múltiples factores, por eso deben ser determinados en cada caso en particular. Medidores de amonio y nitratos on-line: en los últimos años se han desarrollado medidores de amonio y nitratos on-line basados en la técnica de ion selectivo. Ventajas y desventajas Ventajas Desventajas Eliminación de malos olores No permite cerrar el ciclo del nitrógeno Eliminación de nitrógeno Costos elevados Eliminación de materia orgánica sin necesidad de oxigeno Es un proceso sensible a la presencia de tóxicos e inhibidores. Conclusión Los diferentes procesos parar el tratamiento de agua contaminadas por nitrógeno, son mecanismos sostenibles y que aseguran una remoción de este químico de manera significativa, no en su totalidad, pero si a gran escala. Es importante reconocerlos, porque como futuros ingenieros, estamos próximos a enfrentar este tipo de situaciones, lo cual es de vital importancia llevar saberes previos para sobrellevar este tipo de problemáticas ambientales.Bibliografía Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Nitrógeno# Tomado de: https://water.usgs.gov/gotita/urbannitrogen.html#:~:text=El%20nitr %C3%B3geno%20en%20exceso%20puede,llega%20hasta%20las% 20aguas%20profundas. Tomado de: https://espanol.epa.gov/espanol/contaminacion-por- nutrientes https://es.wikipedia.org/wiki/Nitrógeno https://water.usgs.gov/gotita/urbannitrogen.html#:~:text=El%20nitr%C3%B3geno%20en%20exceso%20puede,llega%20hasta%20las%20aguas%20profundas https://water.usgs.gov/gotita/urbannitrogen.html#:~:text=El%20nitr%C3%B3geno%20en%20exceso%20puede,llega%20hasta%20las%20aguas%20profundas https://water.usgs.gov/gotita/urbannitrogen.html#:~:text=El%20nitr%C3%B3geno%20en%20exceso%20puede,llega%20hasta%20las%20aguas%20profundas https://espanol.epa.gov/espanol/contaminacion-por-nutrientes https://espanol.epa.gov/espanol/contaminacion-por-nutrientes Anexos Tomado de: https://www. tiloom.com/eutrofizacion-de-lagos/ Tomado de: https://www.researchgate.net/figure/Figura-2-Representacion-esquematica-de-la-Inhibicion-Biologica-de-la- nitrificacion_fig2_294089952
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