EL AZUFRE Y SUS COMPUESTOS HALÓGENOS EN EL AGUA

El 97% del agua de nuestro planeta es agua de mar Las tres cuartas partes del agua dulce están inmovilizadas en forma de nieve, glaciares o extensiones heladas Oceanógrafo William Dittmar analizó 77 muestras recolectadas en los océanos Atlántico, Pacífico e Índico en la expedición del Challenger.(1873 a 1876) En 1884 determinó halógenos, sulfatos, cloruros, carbonatos de sodio, magnesio, calcio y potasio. Y descubrió que encontraban en cantidades constantes

Toneladas milla³ de agua de mar Cloro Sodio Magnesio Azufre Calcio Potasio Bromo Bromo Boro Flúor6 100 Las sales disueltas en el océano constituyen casi 50 billones de toneladas y están formadas por 10 elementos principales por encontrarse en mayores proporciones:

El azufre elemental está constituido por unidades S8 donde los átomos de azufre se disponen de forma cíclica no plana (en forma de corona), dando lugar a una variedad de formas cristalinas. Se suele adicionar a los campos calizos (básicos) para acidificar el suelo y liberar gran parte de los metales que actúan de nutrientes para las plantas.

EL AZUFRE EN AGUAS NATURALES El azufre se encuentra en forma de sulfatos La concentración del azufre en las aguas cambia, por ejemplo: Las aguas fluviales son más ricas en sulfatos que las marinas. En cuencas oceánicas más o menos cerradas, como el Mar Negro, existen bacterias que para respirar no necesitan oxígeno, reducen los sulfatos marinos y los hacen precipitarse al fondo en forma de sulfuros.

el azufre en el medio ambiente varían desde ‒ 2, característico de todos los sulfuros (S2 ‒, incluido naturalmente el H2S), hasta el más oxidado, +6, característico de los sulfatos (SO4 2 ‒, entre los que se encuentra por supuesto el H2SO4).

La descomposición de la materia orgánica en condiciones anaeróbicas produce formas reducidas de azufre, como H2S, CH3SH y CH3SCH3, responsables del olor desagradable de las ciénagas o pantano. El sulfuro de hidrógeno disuelto en agua puede oxidarse, ayudado por ciertas bacterias, a azufre elemental y/o a sulfato. Algunas bacterias son, a su vez, capaces de utilizar el ion sulfato como agente oxidante de la materia orgánica cuando la concentración de oxígeno disuelto es muy baja. En este proceso, el sulfato se reduce a azufre elemental y/o a sulfuro de hidrógeno. Para el paso a azufre elemental se tendría:

Ocurre en el mar, donde la concentración de sulfato es mucho mayor que en los sistemas acuáticos de agua dulce. los sulfatos pueden llegar al agua subterránea por diferentes vías: a partir de la disolución de las rocas (yeso), aguas de minas, fertilizantes, y otras fuentes antropogénicas. Una elevada cantidad de sulfatos en el agua conduce a mal sabor de la misma y sus efectos suelen ser laxantes para el organismo, conduciendo a diarreas.

Drenado de aguas de mina Un agua subterránea, no está muy aireada por lo que cuando alcanza la superficie y el oxígeno se disuelve en ella, el Fe2+ soluble que se encuentra en una cantidad elevada (dadas las condiciones reductoras de este agua), se convierte, al oxidarse, en Fe3+ que es mucho más insoluble (al pH normal de un agua natural) al formar Fe(OH)3 bajo la forma de un depósito ocre anaranjado.

El Flúor es fácilmente absorbido por los suelos; siendo la fluorita (CaF2) el mineral mas común en la naturaleza, la cual parte de la misma se disuelve integrándose a las aguas subterráneas. Tiene la característica de ser relativamente soluble y dado que se hidroliza ligeramente podría ser un contribuyente de la alcalinidad de las aguas La corteza terrestre mantiene una presencia de flúor con una relación de aproximadamente 0,3 gr/kg

Los efectos del flúor en las aguas varían según la temperatura, de tal manera que en la medida que esta se incrementa disminuyen los valores de las concentraciones. Además este elemento es un microcomponente de las plantas como así también de los animales, y en muchos casos puede llegar a acumularse Por lo que el consumo de aguas con elevadas concentraciones provoca el aumento del contenido del mismo, sobretodo en los tejidos calcificados En México el 6% aproximadamente de la población se encuentra afectada por el consumo de aguas subterráneas con altas concentraciones de Flúor

EL FLÚOR Y EL MEDIO AMBIENTE El agua dulce de la superficie terrestre tiene unas concentraciones de fluoruro normalmente bajas de 0.01 ppm a 0.3 ppm. En el agua subterránea, pueden ir de 1 ppm a más de 25 ppm. El flúor está presente en la corteza terrestre de forma natural, pudiendo ser encontrado en rocas, carbón y arcilla. Los fluoruros son liberados al aire cuando el viento arrastra el suelo. Los procesos de combustión en las industrias pueden liberar fluoruro de hidrógeno al aire.

QUITAR EL FLÚOR DEL AGUA Floculación: El método consiste en agregar alumbre al agua a tratar produciendo la precipitación del flúor. Desde que el proceso se lleva a cabo es más eficaz bajo condiciones alcalinas, agregando cal y que además sirve como desinfectante. Después de revolver la cuba, los elementos químicos se coagulan y precipitan en el fondo del recipiente, debido a que es más pesado que el agua. El agua tratada se retira en forma superficial sin remover el fondo.

El cloro, como tal o en forma de hipoclorito sódico, es el desinfectante del agua más utilizado en el mundo por su efectividad, bajo coste y fácil uso. “La desinfección con cloro es la mejor garantía del agua microbiológicamente potable”. Por sus propiedades, el cloro es efectivo para combatir todo tipo de microbios contenidos en el agua -incluyendo bacterias, virus, hongos y levaduras- y las algas y limos que proliferan en el interior de las tuberías de suministro y en los depósitos de almacenamiento. El umbral de detección de sabor es de 0,5 ppm.

Reducción de la DBO. El cloro produce una reducción de la DBO por oxidación de los compuestos orgánicos presentes en las aguas residuales Eliminación o reducción de colores y olores. Las sustancias que producen olor y color presentes en las aguas residuales se oxidan mediante el cloro. La capacidad oxidante del cloro se emplea para el control de olor y la eliminación del color en muchos tratamientos industriales (azúcar de caña, industria de conservas, centrales lecheras, pastel y papel, textiles, etc.) Oxidación de los iones metálicos que están presentes en forma reducida se oxidan por el cloro (por ejemplo, ferroso a férrico y manganoso a mangánico) Oxidación de los cianuros a productos inocuos

BROMO El agua de mar contiene en promedio 65 partes por millón (ppm) de bromo El bromo y sus compuestos se usan como agentes desinfectantes en albercas y agua potable. El bromo causa daño a la piel. Sus vapores son muy tóxicos. El bromo puede manejarse con seguridad, pero deben respetarse las recomendaciones de los fabricantes. Cuando los bromuros organicosse aplican en invernaderos y en campos de cultivo pueden ser arrastrados fácilmente hasta las aguas superficiales, lo que tiene efectos muy negativos para la salud de las daphnia, peces, langostas y algas.

YODO El yodo está presente de forma natural en los océanos y algunos peces marinos y plantas acuáticas lo almacenan en sus tejidos. También es un ingrediente de las tabletas purificadoras de agua que se usan para preparar agua potable. El yodo elemental, I 2, es tóxico, y su vapor irrita los ojos y los pulmones. La concentración máxima permitida en aire cuando se trabaja con yodo es de solamente 1 mg/m3. El yodo puede encontrarse en el aire, el agua y el suelo de forma natural. Las fuentes más importantes de yodo natural son los océanos.