desinfección
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DESINFECCION
DESINFECCIÓNDESINFECCIÓN
PRINCIPIO:
Destrucción o inactivación de organismos patógenos causantes de enfermedades. (Bacterias de origen
intestinal)
SUMINISTRO DE AGUASUMINISTRO DE AGUA
Residencia para el baño en Mohenjo-Daro, Pakistán
Alrededor del año 3000 A.C., la ciudad de Mohenjo-Daro (Pakistán) utilizaba instalaciones y necesitaba un suministro de agua muy grande. En esta ciudad existían servicios de baños públicos e instalaciones de agua caliente .
ACUEDUCTO ROMANOACUEDUCTO ROMANO
Los Romanos fueron los mayores arquitectos en construcciones de redes de distribución de agua que ha existido a lo largo de la historia. Ellos utilizaban recursos de agua subterránea, ríos y agua de escorrentía para su aprovisionamiento, también construían presas para el almacenamiento y retención artificial del agua.
EL COLERA EN 1854EL COLERA EN 1854
En 1854 la epidemia de En 1854 la epidemia de cólera causó gran cantidad cólera causó gran cantidad de muertos en Londres. de muertos en Londres. John Snow, un Doctor John Snow, un Doctor ingles, descubrió que la ingles, descubrió que la epidemia del cólera era epidemia del cólera era causada por el bombeo de causada por el bombeo de agua contaminada. La agua contaminada. La expansión del cólera se expansión del cólera se evitó mediante el cierre de evitó mediante el cierre de todos los sistemas de todos los sistemas de bombeo.bombeo.
ENFERMEDADES DE ORIGEN HIDRICO
Desinterías amebiana y vacilar, fiebre tifoidea y paratifoidea, helmintiasis, hepatitis viral
MICROORGANISMOS EN EL AGUAMICROORGANISMOS EN EL AGUA
Los Los microorganismos microorganismos también se también se encuentran y encuentran y distribuyen en el distribuyen en el agua. La mayoría de agua. La mayoría de los microorganismos los microorganismos que generan que generan enfermedades se enfermedades se originan en los originan en los humanos o residuos humanos o residuos fecales de animalesfecales de animales..
Legionela bacteria
E. Coli bacteria
Esporas de Cryptosporidium
Quistes de Giardia
ENFERMEDADES DE ORIGEN ENFERMEDADES DE ORIGEN HIDRICOHIDRICO
ENFERMEDADESENFERMEDADES AGENTESAGENTES
ORIGEN BACTERIANOORIGEN BACTERIANO
FIEBRE TIFOIDEA SALMONELLAFIEBRE TIFOIDEA SALMONELLA
DISENTERIADISENTERIA SHIGELLA SP SHIGELLA SP
COLERA COLERA VIDRIOCHOLERAE VIDRIOCHOLERAE
GASTROENTERITIS ESCHERICHIA COLIGASTROENTERITIS ESCHERICHIA COLI
CAMPYLO BACTERCAMPYLO BACTER
SALMONELLASALMONELLA
SHIGELLASHIGELLA
CAMPYLOBACTERCAMPYLOBACTER
ENFERMEDADES ENFERMEDADES AGENTESAGENTES
ORIGEN VIORIGEN VIRALRALHEPATITIS A Y E VIRUS HEPATITIS A Y E VIRUS
HEPATITIS A Y E HEPATITIS A Y E
POLIOMELITIS VIRUS DE LA POLIOMELITIS VIRUS DE LA POLIO POLIO
GASTROENTERITIS GASTROENTERITIS AGUDAAGUDA VIRUS DE VIRUS DE
NORWAK NORWAK ROTAVIRUSROTAVIRUS ENTEROVIRUS ENTEROVIRUS ADENOVIRUSADENOVIRUS
ENFERMEDADESENFERMEDADES AGENTESAGENTES
ORIGEN PARASITARIOORIGEN PARASITARIO
DISENTERIA AMEBIANA ENTAMOEBA DISENTERIA AMEBIANA ENTAMOEBA HISTOLYCA HISTOLYCA
GASTROENTERITIS GIARDIA GASTROENTERITIS GIARDIA LAMBLIA LAMBLIA
CRYSTOSPORIDIUMCRYSTOSPORIDIUM
CRYPTOSPORIDIUM Y CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIAGIARDIA
Giardia Cryptosporidium
Cryptosporidium3 - 5 m
Giardia6 - 10 m
ESTRATEGIAS DE LA EPAESTRATEGIAS DE LA EPA(REMOCIÓN DE DBPs)(REMOCIÓN DE DBPs)
Remover los compuestos indeseables luego de Remover los compuestos indeseables luego de
producidos.producidos.
Cambiar a otros desinfectantes los cuales no Cambiar a otros desinfectantes los cuales no
produzcan productos indeseables.produzcan productos indeseables.
Reducir la concentración de Materiales Reducir la concentración de Materiales
orgánicos del agua antes de adicionar el cloro.orgánicos del agua antes de adicionar el cloro.
MEDIOS DE DESINFECCIÓNMEDIOS DE DESINFECCIÓN
1.Tratamiento físico (almacenamiento, calor, etc.
2.Irradiación – luz ultravioleta
3.Adición de iones metálicos
4.Álcalis y ácidos
5.Compuestos químicos de acción superficial (NH4
+ comp)
6.Oxidantes tales como halógenos, O3 y otros materiales orgánicos e inorgánicos
DESINFECTANTES DESINFECTANTES ALTERNOSALTERNOS
No producir compuestos órgano-halogenados.No producir compuestos órgano-halogenados. No producir otros subproductos de No producir otros subproductos de
desinfección de mayor riesgo que los desinfección de mayor riesgo que los producidos por el cloro.producidos por el cloro.
Garantizar la desinfección microbial o Garantizar la desinfección microbial o inactivación al menos igual a la del cloro.inactivación al menos igual a la del cloro.
Garantizar un residual estable en el sistema de Garantizar un residual estable en el sistema de distribución.distribución.
TIPOS DE DESINFECTANTESTIPOS DE DESINFECTANTES
1.1. CLOROCLORO
2.2. DIOXIDO DE CLORO, ClODIOXIDO DE CLORO, ClO22
3.3. OZONOOZONO4.4. LUZ ULTRAVIOLETALUZ ULTRAVIOLETA5.5. CLORAMINASCLORAMINAS6.6. YODOYODO
DOSIS DE OXIDANTE, REQUERIDA PARA OXIDAR EL HIERRO Y MANGANESO
Oxidantes Hierro (mg/mg Fe++)
Manganeso (mg/mg Mn++)
Cloro 0,62 0,77
Dióxido de Cloro 1,21 2,45
Ozono 0,430,88
(pH óptimo 8-8,5)
Permanganato Potásico
0,94 1,92
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CLORO EN LA OXIDACIÓN/DESINFECCION
VENTAJAS DESVENTAJAS
•Método más utilizado y
conocido. •Oxida fácilmente al Fe,
S-- y algo más limitado
al Mn.
•Mejora generalmente
la reducción del color,
olor y sabor
•Forma subproductos.
•Puede provocar
problemas de olor y
sabor, dependiendo de
la calidad del agua .•Requiere instalaciones
para neutralizar las
fugas de gas
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CLORO EN LA OXIDACIÓN/DESINFECCION
VENTAJAS DESVENTAJAS
•Es muy efectivo como
biocida. •Proporciona residual en
el sistema . •Mejora los procesos de
coagulación y filtración. •Elimina el amonio, por
transformación en
cloraminas.
•El cloro gas es peligroso
y corrosivo .•Uno de sus principales
derivados el hipoclorito
sódico, se degrada en el
tiempo al estar sometido
a la luz. •Es menos efectivo a pH
alto.
RADIACION ULTRAVIOLETARADIACION ULTRAVIOLETA
DIOXIDO DE CLORODIOXIDO DE CLORO
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL DIOXIDO DE CLORO EN LA OXIDACIÓN/DESINFECCION
VENTAJAS DESVENTAJAS
Oxida con facilidad al Fe, Mn
y sulfuros.
No genera subproductos
halogenados.
Es más efectivo que el cloro y
las cloraminas para
inactivación de virus,
Criptosporidium y Giardia.
Forma subproductos como
cloritos y cloratos.
El gas es explosivo en una
concentración del 10% en el
aire.
La generación inapropiada
por exceso de cloro forma
subproductos halogenados
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL DIOXIDO DE CLORO EN LA OXIDACIÓN/DESINFECCION
VENTAJAS DESVENTAJAS
Mejora los procesos de coagulación y filtración Elimina olores y saboresSu efectividad está poco influenciada por el pH Proporciona residual en el sistema de abastecimiento
No reacciona con el
amoníaco,no lo elimina por
tanto del agua cruda.
Tiene que ser generado in
situ
OZONOOZONO CONDICIONES PARA SU USOCONDICIONES PARA SU USO La temperatura del agua debe ser fría.La temperatura del agua debe ser fría. El agua debe estar libre de hierro.El agua debe estar libre de hierro. El agua debe estar libre de amoníaco.El agua debe estar libre de amoníaco. Valores de COT menores de 1 mg/l Valores de COT menores de 1 mg/l
para minimizar su uso como alimento.para minimizar su uso como alimento. Tiempo de residencia en los sistemas Tiempo de residencia en los sistemas
de distribución menor de 12 horasde distribución menor de 12 horas
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL OZONO EN LA OXIDACIÓN/DESINFECCIONVENTAJAS DESVENTAJAS
Oxida al Fe, Mn y sulfuros.
Más efectivo que el dióxido
de cloro y cloraminas en la
inactivación de virus,
Cryptosporidium y Giardia.
Elimina y controla los
problemas de olor, sabor y
color .
Requiere gran cantidad de
energía en su generación, así
como equipos costosos.
Es muy corrosivo y tóxico
(puede formar óxido nítrico y
ácido nítrico ) .
EL OZONO EN AGUAS EL OZONO EN AGUAS HOSPITALARIASHOSPITALARIAS
Los beneficios Los beneficios desinfectantes del Ozono desinfectantes del Ozono por medio de su mezcla por medio de su mezcla con el agua, hace posible con el agua, hace posible una desinfección sin igual una desinfección sin igual en la limpieza tanto del en la limpieza tanto del instrumental quirúrgico, instrumental quirúrgico, como en el aseo inicial del como en el aseo inicial del cirujano antes de la cirujano antes de la operación o del ATS antes operación o del ATS antes de proceder a curaciones.de proceder a curaciones.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL OZONO EN LA OXIDACIÓN/DESINFECCION
VENTAJAS DESVENTAJAS
No forma subproductos a
no ser que haya presencia de
bromuros .
Requiere concentraciones y
tiempo de contacto menor.
Su efectividad no está
influenciada por el pH .
No proporciona residual
en la red.
Desaparece con rapidez
del agua, especialmente a
altos pH y temperatura.
Tiene que ser generado in
situ .
CLORAMINASCLORAMINAS
Piscina llena con agua Piscina llena con agua del grifo tratada con del grifo tratada con cloramina mostrando su cloramina mostrando su color verdoso en el color verdoso en el agua. El color es menos agua. El color es menos evidente en volúmenes evidente en volúmenes más pequeños. más pequeños.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS CLORAMINAS
EN LA OXIDACIÓN/DESINFECCION
VENTAJAS DESVENTAJAS
No forman subproductos
clorados
Son más estables como
residual) y de mayor
duración en el tiempo que
el cloro y el dióxido de
cloro
Son fáciles de preparar
No oxidan al Fe, Mn y
sulfuros
Menor poder de
desinfección
Exceso de amoníaco
origina en la red
problemas de nitrificación
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS CLORAMINAS
EN LA OXIDACIÓN/DESINFECCION
VENTAJAS DESVENTAJAS
Reaccionan con la mayor
parte de compuestos
orgánicos que suelen
causar olores y sabores.
Protejen la red contra
recrecimientos
bacterianos.
Son menos efectivas a pH
altos.
Tienen que ser generadas
in situ.
Originan subproductos
como ácido dicloroacético
y cloruro de cianógeno.
APLICACIONESAPLICACIONESTecnología Usos
Desinfección del ozono
Industria farmacéutica, agua potable, agua de proceso, agua ultra pura, desinfección superficial
UV Agua de proceso, agua potable, interrupción del ozono, agua ultra pura, desinfección superficial
Dióxido de cloro
Agua potable, desinfección de la tubería
CLORACIÓN CONSTITUYENTE
FORMAS BIOLÓGICAS
•Bacterias Sanitarias
•Bacterias Molestas
•Microorganismos Superiores
EFECTO
TOXICIDAD
•Destruye Patogénos
•Controla Molestias
•Reduce Olores y Sabores
SUSTANCIAS QUÍMICAS
•Amoníaco
•Nitrógeno Orgánico y Compuestos de Azufre
•Fe (OSO) *NO2
•Mn (OSO) *S
COMBINACIÓN
•Forma cloraminas
•Forma cloraminas + productos de adición y sustitución
•Fe (ICO) *NO3
•Mn (ICO) *SO4
FUENTES DE CLOROFUENTES DE CLORO
1.1.Forma Elemental, ClForma Elemental, Cl22 (Gas Licuificado por (Gas Licuificado por compresión)compresión)
SÓLIDO – Ca(OCl)SÓLIDO – Ca(OCl)22
2.2.HipocloritosHipocloritos LÍQUIDO – NaOClLÍQUIDO – NaOCl
3.3.Dióxido de Cloro, ClODióxido de Cloro, ClO22
HIPOCLORITOSHIPOCLORITOS
Ca(OCl)2 + H2O Ca+2 + 2 OCl- + H2O
Na(OCl) + H2O Na + + OCl- + H2O
OCl- + H2O HOCl + OH-
REACCIONES DEL CLOROREACCIONES DEL CLORO
1.CON EL AGUA
Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl-
HOCl H+ + OCl-
El cloro que existe en el agua como
HOCl y OCl-
CLORO LIBRE DISPONIBLE
DISTRIBUCIÓN DEL HOCl Y OCl- EN AGUA A VARIOS pH y Temperatura 0 ºC y 20 ºC
% OCl-1
2. CON EL AMONÍACO
NH4+ NH3 + H+
NH3 + HOCl NH2Cl + H2O
Monocloramina
NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O
Dicloramina
NHCl2 + HOCl NCl3 + H2O
Tricloramina
3. OTRAS
H2S + 4 Cl2 + 4 H2O H2SO4 + 8 HCl
El cloro presente en el agua comoEl cloro presente en el agua como
CLORAMINAS:CLORAMINAS:
MONOCLORAMINA MONOCLORAMINA
DICLORAMINA YDICLORAMINA Y
TRICLORAMINA TRICLORAMINA
se denomina :se denomina :
CLORO RESIDUAL COMBINADOCLORO RESIDUAL COMBINADO
CLORACIÓN
PROPÓSITOS GENERALIDADES PRACTICAS
BIOLÓGICOS
* Para destruir o inhibir bacterias
QUÍMICOS
* Para destruir o cambiar sustancias
EL CLORO ES TÓXICO
EL CLORO OXIDA
Cloración Residual Combinado
CLORACIÓN
Residual Libre
•Punto de Quiebre
•Supercloración
REPRESENTACIÓN DEL PUNTO DE REPRESENTACIÓN DEL PUNTO DE QUIEBREQUIEBRE
TIEMPO DE CONTACTOTIEMPO DE CONTACTO Tiempo de contacto (contact time: CT) entre el Tiempo de contacto (contact time: CT) entre el
agente desinfectante y los microorganismos y agente desinfectante y los microorganismos y la concentración del agente desinfectante son la concentración del agente desinfectante son factores importantes de la desinfección del factores importantes de la desinfección del agua. agua.
El parámetro CT se usa para calcular la El parámetro CT se usa para calcular la cantidad de desinfectante necesaria para la cantidad de desinfectante necesaria para la desinfección del agua.desinfección del agua.
VALORES DE VALORES DE C-T C-T
k = Cn Tdonde: k = constante para el microorganismo específico expuesto bajo condiciones específicas (mg-min/litro)C = concentración del desinfectante (mg/litro)n = coeficiente de diluciónT = tiempo de contacto necesario para un porcentaje de inactivación dado (min.)
CONTROL DE LA CLORACIÓNCONTROL DE LA CLORACIÓN
DEMANDA DE CLORO
CLORO RESIDUAL
DESINFECCIÓN
OBJETIVO
PRINCIPAL
ObjetivosÉpocaLugar
pH
Temperatura
Demanda de Cloro
Vulnerabilidad de los organismos al Cl2
DEMANDA DE CLORODEMANDA DE CLORO SE DEFINE COMO LA DIFERENCIA ENTRE EL SE DEFINE COMO LA DIFERENCIA ENTRE EL
CLORO TOTAL ADICIONADO A UN AGUA Y EL CLORO TOTAL ADICIONADO A UN AGUA Y EL CLORO REMANENTECLORO REMANENTE
DETERMINACIÓN DEL CLORO DETERMINACIÓN DEL CLORO RESIDUALRESIDUAL
Los métodos convencionales dependen del poder OXIDANTE del Cloro y están basados en la reacción con agentes Reductores:
MÉTODOS
1. Volumétrico Yodo –
Almidón
2. Valoración Colorimétrica
3. Titulación Amperimétrica
4. Analizadores y Registradores
Automáticos
A. Ortotoluidina
B. Ortotoluidina – Arsenito
C. DPD
1. TITULACIÓN YODOMÉTRICA
HCl + HOCl + 2 KI 2 KCl + I2 + H2O
I2 + 2 Na2S2O3 Na2S4O6 + 2 NaI
Concentración Aplicable > 10 mg/l
2. DETERMINACIÓN COLORIMÉTRICA CON OTHH3C
H2N
CH3
NH2
+ Cl H+N
H
HCl N
H
HCl
OrtotoluidinaHaloquina Amarillo
3. TITULACIÓN AMPEROMÉTRICA
Agente Reductor pH 6.0 – 7.5 Cloro Libre
FENILARSENOXIDA pH 3.0 – 4.5 Cloro Combinado
CLORO ELEMENTALCLORO ELEMENTAL
• PRODUCCIÓN
Oxidación NaCl en solución acuosa
2 Cl- Cl2 + 2 e-
2 NaCl + 2 H2O H2 + 2 NaOH + Cl2
• PURIFICACIÓN
H2SO4 (Eliminar Humedad)
Cl2 Líquido (Eliminar R-Cl, FeCl3)
LICUEFACCIÓN 1.76 Kg/cm2 -1.77 a –3.8 ºC
PROPIEDADES FÍSICAS DEL PROPIEDADES FÍSICAS DEL CLOROCLORO
Temperatura Crítica 143.5 ºC
Presión Crítica 76.1 mm Hg
Densidad Crítica 0.57 g/cm3
Peso Especifico 1.57 g/cm3 – 34 ºC
Punto de Ebullición - 34 ºC
Punto de Solidificación - 102.4 ºC
Solubilidad en Agua 7300 mg/l a 20 ºC, 1 atm
APLICACIÓN DEL CLOROAPLICACIÓN DEL CLORO
1. Aplicación Directa a Través de Difusores
(Alimentación a Presión)
2. Alimentación al Vacío
Se satura una parte del caudal con Cl2 y después se mezcla con el caudal principal.
CLORACIÓN RESIDUAL LIBRECLORACIÓN RESIDUAL LIBRE
• Minimiza el crecimiento de microorganismos y lodos en los filtros de arena y cámaras de sedimentación
• Facilita la Oxidación de agentes reductores (H2S, Mn+2, Fe+2)
• Mejora la coagulación
CLORACIÓN RESIDUAL CLORACIÓN RESIDUAL COMBINADACOMBINADA
• Control de algas y posterior crecimiento bacterial
• Reducción de problemas de oxidación en extremos estancos, en los sistemas de distribución
• Protección bactericida del agua potable contra una recontaminación
MANEJO DEL CLOROMANEJO DEL CLORO
Peligros asociados, derivados de:
1. Toxicidad del gas
2. Su elevada reactividad y los peligros de fuego y/o explosión
3. Corrosión
4. Elevada presiones de almacenaje
SUBPRODUCTOS DE LA SUBPRODUCTOS DE LA DESINFECCIONDESINFECCION
DBPsDBPs
SPDsSPDs
RIESGOS QUÍMICOS ASOCIADOS RIESGOS QUÍMICOS ASOCIADOS A LA DESINFECCIÓNA LA DESINFECCIÓN
Precursores:
Los productos que potencialmente pueden dar lugar a la formación de SPDs se llaman precursores (MON, algas, bromuros)
Desinfectante + Precursor = SPDs
SUBPRODUCTOS DE LA SUBPRODUCTOS DE LA DESINFECCIÓN POR CLORODESINFECCIÓN POR CLORO
TRIHALOMETANOSTRIHALOMETANOS
ÁCIDOS HALOACÉTICOSÁCIDOS HALOACÉTICOS
BROMATOSBROMATOS
CLORITOSCLORITOS
PRODUCTOS DE DESINFECCIÓN
CARACTERISTICA CARACTERISTICA DE LA FUENTE DE DE LA FUENTE DE
AGUAAGUACloroCloro OzonoOzono CloraminasCloraminas
Dióxido Dióxido de Clorode Cloro
Materia OrgánicaMateria Orgánica
Trihalometanos, Trihalometanos, Ácidos Ácidos
Haloacéticos y Haloacéticos y AldehídosAldehídos
Aldehídos y Aldehídos y CetonasCetonas
Cloruro de Cloruro de CianógenoCianógeno
Iones Iones Cloruro, Cloruro,
Iones Iones CloratoClorato
BromoBromo BromoformoBromoformoBromatos, Bromatos,
BromoformoBromoformoNo oxida el No oxida el
BromoBromoNo oxida No oxida el Bromoel Bromo
Compuestos Compuestos InorgánicosInorgánicos
Compuestos Compuestos InsolublesInsolubles
Compuestos Compuestos InsolublesInsolubles
No oxida No oxida compuestos compuestos inorgánicosinorgánicos
Cloro Cloro residual, residual, cloratoscloratos
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FORMACIÓN DE SUBPRODUCTOS DE LA
DESINFECCIÓN -SPDs
– Materia Orgánica Natural - MON– pH– Temperatura– Dosis, Residual y tipo de desinfectante– Tiempo de contacto– Presencia de algas– Presencia de bromuros
FACTORES QUE AFECTAN LA FORMACIÓN DE SUBPRODUCTOS
•COLORACIÓN: Si el agua es fuertemente coloreada, existe gran probabilidad de formación de trihalometanos
•VALOR DE pH: pH ácidos contribuyen a la formación de ácidos haloacéticos, pH alcalinos contribuyen la formación de trihalometanos
•TEMPERATURA: fuentes de aguas cálidas tienen mayor potencial de formar DBP´S
TRIHALOMETANOSTRIHALOMETANOS Los THMs son compuestos orgánicos Los THMs son compuestos orgánicos
derivados del metano.derivados del metano. Los átomos de H han sido reemplazados Los átomos de H han sido reemplazados
por igual número de átomos de los por igual número de átomos de los halógenos Cl, Br o I.halógenos Cl, Br o I.
Los átomos de hidrógeno pueden ser Los átomos de hidrógeno pueden ser reemplazados por una sola clase de reemplazados por una sola clase de halógeno (HCClhalógeno (HCCl33) o por dos diferentes ) o por dos diferentes de tales elementos (HCBrClde tales elementos (HCBrCl22).).
Los THMs comúnmente encontrados en Los THMs comúnmente encontrados en las aguas de suministro son las aguas de suministro son HCClHCCl33,HCCl,HCCl22Br HCClBrBr HCClBr22 y HCBr y HCBr33..
Los THMs son productos que se generan Los THMs son productos que se generan mayoritariamente en la propia planta de mayoritariamente en la propia planta de tratamiento, y por ello su descubrimiento tratamiento, y por ello su descubrimiento introduce un nuevo concepto en el introduce un nuevo concepto en el tratamiento de agua potable: el de La tratamiento de agua potable: el de La Polución “Inducida”, Polución “Inducida”, es decir, la es decir, la contaminación causada por los propios contaminación causada por los propios productos que se introducen en el agua para productos que se introducen en el agua para mejorar la calidad de la misma.mejorar la calidad de la misma.
POLUCIÓN INDUCIDAPOLUCIÓN INDUCIDA
FORMAS ESTRUCTURALES THMsFORMAS ESTRUCTURALES THMsCl
Cl
ClCHTriclorometanoCloroformo CHCl3
Br
Cl
ClCHBromodiclorometanoCHBrCl2
Br
Br
ClCHDibromoclorometanoCHBr2Cl
Br
Br
BrCHTribromometanoBromoformoCHBr3
I
Br
ClCHBromocloroyodometanoCHClBrI
I
Cl
ClCHDicloroyodometanoCHCl2I
I
Cl
ClCHDicloroyodometanoCHCl2I
I
Br
BrCHDibromoyodometanoCHBr2I
I
I
BrCHBromodiyodometanoCHBrI2
I
I
ICHTriyodometanoYodoformoCHI3
MODELO DE COMPUESTO MODELO DE COMPUESTO HÚMICOHÚMICO
C – CH3
UNIDAD DE COMPUESTO ORGÁNICO
HETEROPOLIMERO CONDENSADO
O=C C=O
CH2
O – C – C – CH3
O
O
O
OH
OH
C=O CH
H2C
H2C
C
O
CHCH
CH C
N
H
Efecto de la materia orgánica natural (MON) en la formación de SPDS
La materia orgánica natural (MON), es la principal causa de generación de SPDs. Por lo tanto su reducción previo a la desinfección minimiza la generación de SPDs.
La MON, mezcla de sustancias húmicas y no húmicas, es el principal contribuyente a los niveles de precursores de SPDs en aguas (Owen et al., 1993)
La concentración de TOC (carbono orgánico total) es un buen indicador de la cantidad de SPDs que pueden generarse.
MECANISMOS DE FORMACIÓN DE THMs EN MECANISMOS DE FORMACIÓN DE THMs EN LA CLORACIÓN DE LAS AGUASLA CLORACIÓN DE LAS AGUAS
A. CLORO LIBRE + PRECURSORESA. CLORO LIBRE + PRECURSORES THMs + OTROS THMs + OTROS PRODUCTOSPRODUCTOS
(Residual)(Residual) (Ácido Húmico) (Ácido Húmico)
UNA POSIBLE VIA HALOFORMICAUNA POSIBLE VIA HALOFORMICA
B. EN PRESENCIA DE BROMUROSB. EN PRESENCIA DE BROMUROS
R – C – CH 3 + 3 Cl2 R – C – CCl + 3 HCl
R – C – CCl + OH - R – C – O + CHCl3
O O
O O
R – C – CH3 + 3Cl2 + OH- R – C – O– + CHCl3 + 3 H+ + 3 Cl–
O O THMTHM
Cl2 + 3 Br– Br2 + 2 Cl–
R – CO – CH3 + 3 Br2 + OH– R – COO– + CHBr3 + 3 H+ + 3 Br–
THMTHM
LIMITES EN SUMINISTROS PÚBLICOSLIMITES EN SUMINISTROS PÚBLICOS
ENTIDAD NIVEL MÁXIMO ENTIDAD NIVEL MÁXIMO CONTAMINACION ( THM)CONTAMINACION ( THM)
EPA EPA Para todo tipo de agua de suministroPara todo tipo de agua de suministro 80 80 g/lg/l
CEECEE(Comunidad Económica Europea 0 ug/l (Comunidad Económica Europea 0 ug/l
Colombia- Decreto 1575 de 2007 100ug/ lColombia- Decreto 1575 de 2007 100ug/ l
EFECTOS SOBRE LA SALUD HUMANAEFECTOS SOBRE LA SALUD HUMANA
Se ha demostrado que el cloroformo es Se ha demostrado que el cloroformo es rápidamente absorbido por la mucosa intestinal rápidamente absorbido por la mucosa intestinal cuando, contenido en las aguas, estas son cuando, contenido en las aguas, estas son consumidas.consumidas.
Se distribuye a través de los tejidos corporales, se Se distribuye a través de los tejidos corporales, se concentra en las membranas lipídicas y se concentra en las membranas lipídicas y se acumula en los tejidos adiposos con una larga acumula en los tejidos adiposos con una larga vida media de residencia.vida media de residencia.
Su metabolismo tiene lugar en el hígado, Su metabolismo tiene lugar en el hígado, principalmente y, en menor proporción, en los principalmente y, en menor proporción, en los riñones y otros tejidos.riñones y otros tejidos.
EFECTOS SOBRE LOS EFECTOS SOBRE LOS MAMÍFEROSMAMÍFEROS
Las respuestas de diversas especies de mamíferos Las respuestas de diversas especies de mamíferos a la ingestión de cloroformo incluye depresión del a la ingestión de cloroformo incluye depresión del sistema nervioso central, intoxicación hepática y sistema nervioso central, intoxicación hepática y renal, teratogénesis y carcinogenicidad. renal, teratogénesis y carcinogenicidad.
La intensidad de la respuesta depende de la dosis La intensidad de la respuesta depende de la dosis administrada: 100 a 133 mg/kg a ratas y ratones administrada: 100 a 133 mg/kg a ratas y ratones manifiestan efectos oncogénicos.manifiestan efectos oncogénicos.
Control a los Trihalometanos- THMs
Los métodos de aplicación de cloro se determinan hoy no sólo por la efectividad en la destrucción de patógenos, sino por la menor producción de compuestos órgano-clorados y THMs (la EPA ha fijado en 0.08 mg/l (80 ppb) para THMs en agua consumo humano.)
La OMS, ha fijado el cloroformo, que es mas abundante en 300 ppb (año 2006)
Los THMs se clasifican en:
A) THMs instantáneos: producen una vez se agrega Cloro. B) THMs terminales: medidos en la red en su máximo
desarrollo. C) PF-THMs: potencial de formación (C= B-A)
Estrategias para evitar la formación Estrategias para evitar la formación de THMs.de THMs.
1.1. Reducir la concentración de compuestos orgánicos o Reducir la concentración de compuestos orgánicos o precursores antes de adicionar cloro mediante la precursores antes de adicionar cloro mediante la oxidación de la materia orgánica con agentes oxidantes oxidación de la materia orgánica con agentes oxidantes fuertes como permanganato de potasio, peroxido de fuertes como permanganato de potasio, peroxido de hidrogeno (reducción o incremento de los bromatos), uso hidrogeno (reducción o incremento de los bromatos), uso de otros peróxidos.de otros peróxidos.
2.2. Utilizar carbón activado en polvo, para remover materia Utilizar carbón activado en polvo, para remover materia orgánica (precursores).orgánica (precursores).
3.3. Cambiar el agente desinfectante ( cloro por ozono, o por Cambiar el agente desinfectante ( cloro por ozono, o por dióxido de cloro, usando cloraminación o rayos UV).dióxido de cloro, usando cloraminación o rayos UV).
4.4. Cambiar los puntos de dosificación del cloro ( partir la Cambiar los puntos de dosificación del cloro ( partir la precloración en dos).precloración en dos).
5.5. Reducir las dosis de cloro, siempre y cuando haya Reducir las dosis de cloro, siempre y cuando haya garantía de una apropiada desinfección, con las nuevas garantía de una apropiada desinfección, con las nuevas dosis adoptadas.dosis adoptadas.
6.6. Usando la coagulación mejorada (altas dosis de Usando la coagulación mejorada (altas dosis de coagulantes y bajos pH de coagulación).coagulantes y bajos pH de coagulación).
ÁCIDOS HALOACÉTICOS HAA’sÁCIDOS HALOACÉTICOS HAA’s Son un grupo de químicos formados como Son un grupo de químicos formados como
subproductos de la desinfección con cloro u otro subproductos de la desinfección con cloro u otro tipo de desinfectantes, que reaccionan con la tipo de desinfectantes, que reaccionan con la materia orgánica e inorgánica presente en el materia orgánica e inorgánica presente en el agua.agua.
Los HAA’s conocidos son:Los HAA’s conocidos son:
– Ácido MonocloroacéticoÁcido Monocloroacético
– Ácido DicloroacéticoÁcido Dicloroacético
– Ácido TricloroacéticoÁcido Tricloroacético
– Ácido MonobromoacéticoÁcido Monobromoacético
– Ácido DibromoacéticoÁcido Dibromoacético
LIMITES EN SUMINISTROS LIMITES EN SUMINISTROS PÚBLICOSPÚBLICOS
ENTIDADENTIDAD NIVEL MÁXIMO NIVEL MÁXIMO
CONTAMINACIÓNCONTAMINACIÓN
EPAEPA
Servicio a 10000 personasServicio a 10000 personas 60 60 g/l g/l (promedio anual)(promedio anual)
BROMATOSBROMATOS
Son un grupo de químicos formados Son un grupo de químicos formados cuando el ozono es usado como cuando el ozono es usado como desinfectante, que reaccionan con los desinfectante, que reaccionan con los bromuros presentes naturalmente en el bromuros presentes naturalmente en el agua.agua.
El límite permisible establecido por la El límite permisible establecido por la EPA, para todo tipo de agua de EPA, para todo tipo de agua de consumo, es de 10 consumo, es de 10 g/lg/l
CLORITOSCLORITOS
Es un subproducto químico formado Es un subproducto químico formado por el uso de dióxido de cloro, para la por el uso de dióxido de cloro, para la desinfección del agua.desinfección del agua.
Las regulaciones de la EPA, sobre los Las regulaciones de la EPA, sobre los Cloritos, llegan a un límite máximo de Cloritos, llegan a un límite máximo de 1 1 g/l promedio mensual.g/l promedio mensual.