MONOGRAFIA EQUIPOS PARA METALES PESADOS-SOSA PINO FLAVIA.pdf

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL
TEMA:
“MONOGRAFIA: EQUIPOS PARA ANALIZAR METALES
PESADOS”
DOCENTE:
Dr. SOTO GONZALES, HEBERT HERNAN
CURSO:
CONTAMINACION Y CONTROL DE SUELOS
ELABORADO POR:
SOSA PINO, FLAVIA ANDREINA
CODIGO:
2019205132
VII CICLO
13 de Enero Del 2023
ILO – PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍAS
2
CONTENIDO
I. INTRODUCCION.........................................................................................................3
II. OBJETIVOS. ................................................................................................................3
III. MARCO TEORICO......................................................................................................3
3.1. METALES PESADOS. ...................................................................................................... 3
3.2. ANÁLISIS DE METALES PESADOS............................................................................. 5
3.3. TIPOS DE REMEDIACIÓN ............................................................................................. 6
3.4. EQUIPOS PARA ANALIZAR METALES PESADOS. ................................................. 8
IV. CONCLUSIONES.......................................................................................................15
V. RECOMENDACIONES..............................................................................................15
VI. BIBLIOGRAFIA.........................................................................................................16

3
I. INTRODUCCION.
El suelo y las aguas subterráneas son insumos para vegetales y frutas y, por lo tanto,
para los animales y la humanidad en su conjunto.
Los metales pesados no solo pueden afectar el crecimiento de los cultivos, sino que
también pueden ingresar a las aguas superficiales a través del polvo aéreo
transportado por el viento. Cuando alcanzan una cierta concentración, los metales
pesados en el suelo penetrarán en el agua subterránea con la escorrentía superficial
y entrarán en el sedimento del agua a través de la sedimentación, que se volverá a
liberar a los cuerpos de agua bajo ciertas condiciones, lo que resultará en la
contaminación del medio ambiente.
La calidad del agua se ve afectada por una amplia gama de influencias naturales y
humanas. La determinación de la concentración de metales pesados como Cd, Cr,
Cu, Fe, Pb, Co, Mn, Hg, Ni, Zn y la comparación con los estándares de la OMS es
fundamental. Incluso con los conocimientos actuales sobre los peligros de los
metales pesados, la incidencia de envenenamiento sigue siendo considerable y
requiere un tratamiento preventivo y eficaz. La calidad del agua se puede considerar
en términos de concentración y estado de algunos o todos los materiales orgánicos
e inorgánicos junto con ciertas características fisiológicas del agua.
II. OBJETIVOS.
 Reconocer la problemática que es la contaminación por metales pesados de
aguas y suelos, y el impacto que este tiene en la salud de los seres vivos.
 Identificar y conocer los diferentes equipos para analizar metales pesados, sus
funciones, sus elementos y ventajas.
III. MARCO TEORICO.
3.1. METALES PESADOS.
Los metales pesados no solo son cancerígenos, sino que muchas otras
enfermedades, como las pulmonares, hepáticas, renales y enfermedades
similares, también son posibles ocurrencias. El arsénico, el cadmio, el cromo y
el níquel son aceptados como carcinógenos del grupo 1 por la Agencia
Internacional para la Investigación del Cáncer, y estos metales pesados son al
mismo tiempo utilizados comercialmente. Algunos otros metales pesados

4
también son cancerígenos por naturaleza, y un estudio relevante enumeró
además el cobalto, el plomo y el mercurio.
Tabla 1.
Estándar regulatorio de metales pesados en suelo agrícola (mg/kg).
Tabla 2.
Normas de metales pesados en el agua y avisos sanitarios.

5
3.2. ANÁLISIS DE METALES PESADOS.
Determinar la calidad del agua potable principalmente mediante la
determinación de los metales pesados presentes es de suma importancia debido
al impacto en la salud humana. Algunos de los metales pesados (arsénico,
cadmio, cromo y níquel) tienden a poner en peligro la salud pública, cuando se
encuentran por encima de los límites críticos en el suelo y el agua,
convirtiéndose en cancerígenos. Los metales pesados son tomados por los
humanos a través de la cadena alimenticia. Como lo demuestran numerosos
investigadores de todo el mundo, la contaminación por metales pesados
proviene principalmente de aguas residuales y pesticidas, así como de forma
natural. Los recursos naturales provienen de la composición de las formaciones
rocosas presentes en el área de estudio. Puede estar presente una o todas las
fuentes mencionadas anteriormente de contaminación por metales pesados.

6
Los metales pesados son contaminantes comunes en el entorno del suelo, a
saber, arsénico (As), cadmio (Cd), cromo (Cr), mercurio (Hg), plomo (Pb),
cobre (Cu), zinc (Zn), níquel (Ni). Este tipo de contaminación es
biológicamente tóxico, está ampliamente distribuido y persiste a largo plazo en
el medio ambiente del suelo. Se han realizado muchos estudios sobre técnicas
de remediación para suelos contaminados con metales pesados, incluidas
técnicas de remediación in situ (recubrimiento superficial, encapsulación,
extracción electrocinética, lavado del suelo, inmovilización química,
fitorremediación, biorremediación) y técnicas de remediación ex situ
(vertederos, lavado de suelos, solidificación, vitrificación). Estas técnicas de
remediación se enfocan en reducir la concentración máxima o biodisponible de
metales pesados en el suelo. Aunque estos métodos tienen un alto rendimiento,
la mayoría de ellos son costosos, nocivos para el medio ambiente y consumen
mucho tiempo
3.3.TIPOS DE REMEDIACIÓN
Las metodologías de remediación pueden ser de naturaleza química o
biológica. Dado que la contaminación por metales pesados en sí misma es un
proceso químico, se debe evitar la remediación química y se deben introducir
procesos biológicos.
-Fitoacumulación
La fitoacumulación es un mecanismo a través del cual los metales pesados en
el suelo y el agua en una región específica se acumulan en las plantas nativas
y luego se eliminan. La “bioacumulación” es el proceso en el que la
concentración química en un organismo acuático alcanza un nivel que supera
el del agua como resultado de la absorción química a través de todas las vías
de exposición química. La bioacumulación tiene lugar en condiciones de
campo y es una combinación de bioconcentración química y biomagnificación.
Por otro lado, la acumulación de metales se expresa mediante el coeficiente de
absorción biológica de metales (BAC) o la relación de concentración de
metales planta-suelo/agua. Los factores de bioconcentración se utilizan para
relacionar los residuos de contaminantes en los organismos acuáticos con la
concentración de contaminantes en las aguas ambientales. Muchos compuestos
químicos, especialmente aquellos con un componente hidrofóbico, se dividen

7
fácilmente en los lípidos y las membranas lipídicas de los organismos y se
bioacumulan.
-Fitoestabilización
La fitoestabilización comprende el establecimiento de una cubierta vegetal en
la superficie de los sitios contaminados para reducir la movilidad de los
contaminantes dentro de la zona vadosa mediante la acumulación por raíces o
la inmovilización dentro de la rizosfera, reduciendo la contaminación fuera del
sitio. El proceso incluye la transpiración y el crecimiento de las raíces que
inmoviliza los contaminantes al reducir la lixiviación, controlar la erosión,
crear un ambiente aeróbico en la zona de las raíces y agregar materia orgánica
al sustrato que une el contaminante.
La actividad microbiana relacionada con las raíces de las plantas puede acelerar
la degradación de contaminantes orgánicos como pesticidas e hidrocarburos a
formas no tóxicas.
-Fitodegradación
La fitodegradación, que también se conoce como fitotransformación, es la
descomposición de los contaminantes absorbidos por las plantas a través de
procesos metabólicos dentro de la planta o la descomposición de los
contaminantes que rodean la planta a través del efecto de las enzimas
producidas por las plantas. Las plantas son capaces de producir enzimas que
catalizan y aceleran la degradación. Por lo tanto, los contaminantes orgánicos
se descomponen en formas moleculares más simples y se incorporan a los
tejidos de las plantas para ayudar a su crecimiento.
La figura 2 muestra el proceso de degradación. Las enzimas en las raíces de las
plantas descomponen (degradan) los contaminantes orgánicos. Los fragmentos
se incorporan a nuevo material vegetal.
Figura 1. Proceso de degradación

8
-Fitovolatilización
La fitovolatilización es un proceso en el que las plantas absorben
contaminantes del suelo y los liberan en forma volátil a la atmósfera a través
de la transpiración. El proceso ocurre cuando las plantas en crecimiento
absorben agua y contaminantes orgánicos.
Es posible que las plantas interactúen con una variedad de compuestos
orgánicos y afecten el destino y el transporte de muchos contaminantes
ambientales. Los compuestos orgánicos volátiles pueden volatilizarse de los
tallos o las hojas (fitovolatilización directa) o del suelo debido a las actividades
de las raíces de las plantas (fitovolatilización indirecta).
La Figura 3 representa la fitovolatilización directa e indirecta.
Figura 2. Fitovolatilización directa e indirecta.
-Control hidráulico
El control hidráulico es el método de fitorremediación, donde se altera la
dirección del flujo del medio acuoso contaminado y se orienta el flujo
contaminado. El estudio de investigación pertinente diseñó un sistema de este
tipo en el campo.
El objetivo de este modelo de captura hidráulica con fines de remediación era
diseñar un campo de pozos para que se alterara la dirección del flujo de agua
subterránea. Al hacerlo, fue posible detener o revertir la migración de un
penacho contaminante. Las estrategias de gestión generalmente requieren un
diseño de pozo que contenga o reduzca una pluma a un costo mínimo.
3.4. EQUIPOS PARA ANALIZAR METALES PESADOS.
 Analizador Portátil De Metales Pesados HM-3000P
Portable Heavy Metal Analyzer se basa en el método estándar aprobado
por las autoridades, la voltametría de redisolución anódica (ASV), que
presenta un bajo costo y alta precisión y está reemplazando el método

9
tradicional de absorción atómica en Europa. Se aplica ampliamente en
la detección del entorno en el sitio, la detección de agua del grifo, las
pruebas de aguas residuales de las industrias de procesamiento de
superficies y galvanoplastia, el control de aguas residuales de
alimentos, medicamentos y hospitales. La EPA estadounidense y otras
autoridades han enumerado este método, como EPA7063 y 7472.
Este instrumento no solo se puede utilizar para aplicaciones in situ en
casos urgentes (por ejemplo, pruebas in situ de agua contaminada), sino
que también se puede aplicar para la detección precisa de metales
pesados en laboratorios.
Configuraciones del analizador portátil de metales pesados:
-Reactivos estándar.
-Limpiador de electrodos.
-Copas de análisis profesionales.
-Pipeta y tubo de pipeta.
-Cargador y adaptador para encendedor de cigarrillos.
-Software de gestión de datos.
-Maleta portátil.
-Impresora Bluetooth portátil y accesorios.
Ventajas:
VENTAJAS
Prueba rápida 30 segundos a 5 minutos de tiempo de prueba.
Amplio rango
de prueba
los iones de medición típicos incluyen cobre, cadmio, plomo, zinc,
mercurio, arsénico, cromo, níquel, manganeso y talio, etc.
Alta
precisión
la precisión analítica cuenta hasta 1 ppb y el límite de detección es
inferior a 0,5 ppb.
Inteligente
el programa de operación inteligente guía a los usuarios que terminan
la operación fácilmente.
Bajo costo reactivos baratos y poco uso.
Operación
segura
los reactivos no tóxicos garantizan la seguridad de los usuarios.
Ventajas del
electrodo
la composición especial garantiza una mejor estabilidad y es fácil de
cambiar y mantener.

10
 Niton XLt 792WY
Se trata de un analizador elemental de fluorescencia de rayos-X portátil
manual y de una sola pieza, que utiliza como fuente de excitación un
tubo de rayos X de baja intensidad, 40kV, y ánodo de Rh, con rango de
análisis desde CI hasta U, detector Pertier refrigerado de alta resolución
Si-PIN y dos baterías de Li de ocho horas de autonomía. Su peso es
menor de 2 kg. Es un equipo portátil que permite hacer análisis en
campo, con una semipreparación, pero tiene la posibilidad de
conectarse a un ordenador para realizar análisis en labora-torio (figura
2), para la muestra seca, tamizada, molida y prensada.
El equipo viene calibrado con patrones internacionales de suelo para
realizar análisis simultáneos de Ag. As. Ca. Cd, Co, Cr, Cu. Fe, Hg, K,
Mn. Ni. Pb, Rb, Sb, Sc, Se, Sn, Sr. Ti, V, Zn y permite hacer
correcciones de calibraciones empíricas.
 Analizador de metales Vulcan Expert+

11
Vulcan es un analizador portátil LIBS (espectroscopia de
descomposición inducida por láser), que permite a los usuarios realizar
análisis rápidos de metales y está disponible con una garantía de 3 años.
Solo aprieta el gatillo y un segundo después aparece el resultado. Como
utiliza la tecnología LIBS, no tendrá que preocuparse por las
radiografías. Ya sea que su negocio sea la clasificación de chatarra o el
control de calidad de PMI, el espectrómetro de metales Vulcan brinda
una identificación de grado precisa y uniforme en todo momento.
Aumente significativamente la productividad Aumentar la cantidad de
análisis por día puede marcar la diferencia, especialmente con controles
de inventario grandes. Bajo costo de propiedad Como Vulcan es una
herramienta de descomposición inducida por láser, por lo general no es
necesario que el personal asista a clases de radiación y capacitación de
certificación costosas y que consumen mucho tiempo. Identificación de
grado y química completa Aceros inoxidables, aceros de baja aleación,
aceros para herramientas, aleaciones de Ni Aleaciones de Co, Cu, Pb,
Sn, Ti, Zn Aleaciones de Al y Mg.
 El difractómetro de rayos X portátil SHINE (Mineral & Rocks
Edition).
Es un difractómetro de rayos X portátil especialmente desarrollado para
el análisis de fase mineral en el campo. Integra XRD, XRF y software
de computadora y otras tecnologías, que pueden realizar rápidamente
análisis cualitativos y cuantitativos, análisis de estructura cristalina,
análisis de estructura de material y determinación de cristalinidad de
muestras minerales. Tiene las ventajas de velocidad de prueba rápida,

12
precio bajo y alta precisión. El tamaño de la muestra en el conjunto de
muestras es fijo, por lo que los cambios en la densidad de la muestra no
afectan la resolución. Esta característica es especialmente importante
para materiales de baja densidad, como muestras de fármacos, donde se
puede lograr una mayor resolución con penetración fija en comparación
con los instrumentos basados en geometría reflectante.
VENTAJAS
Portátil
El instrumento adopta un diseño de máquina todo en uno de caja
impermeable y a prueba de polvo, sin piezas mecánicas móviles,
liviano y compacto, fácil de transportar, puede realizar libremente
investigaciones científicas de laboratorio / campo
Integración
La integración de la tecnología XRD y XRF, en cada prueba, puede
recopilar simultáneamente datos de fotones de rayos X XRD y XRF,
proporcionar información sobre la composición, la fase y la estructura
del material, a fin de promover resultados de prueba más precisos.
Sencillez
Operación con una sola tecla del instrumento, sin corrección, detección
automática, sin atención adicional al sistema de alta presión y al sistema
de enfriamiento por circulación de agua (instrumento sin sistema
adicional de alta presión y enfriamiento por circulación de agua).
Transmisión
de datos
El instrumento a través de USB, Bluetooth, WIFI y computadora
portátil para lograr una conexión de alta velocidad, control de
instrumentos SHINE en tiempo real y análisis de fase.
Buena
adaptabilidad
ambiental.
Especialmente desarrollado para la investigación geológica, el
instrumento puede ser a prueba de niebla, a prueba de polvo, a prueba
de golpes, puede adaptarse al entorno de mal uso.

13
Seguridad
Tratamiento de radiación de protección múltiple profesional,
instrumento de medición sin fugas de radiación en todas las
direcciones.
 Espectrómetro de absorción atómica Perkin Elmer 3110.
El espectrofotómetro PERKIN ELMER modelo 3110 es un equipo que
aplica la técnica de absorción atómica, consistente en la medición de
las especies atómicas generadas luego de la nebulización de la muestra
con una llama de alta intensidad calórica y producida por la mezcla aire-
acetileno. Permite detectar y determinar cuantitativamente la mayoría
de los elementos químicos gracias a la medición de la absorción de
energía a una longitud de onda particular. En el Laboratorio el equipo
se emplea en el análisis de las matrices agua, suelo y tejido vegetal.
El uso de fuentes de luz especiales y longitud de onda cuidadosa
selección permite la determinación específica de un elemento en
la presencia de otros. La calidad de la fuente de luz es de importancia
primordial en la obtención de la mejor linealidad, sensibilidad, y
precisión en la absorción atómica.
Los HCL emiten luz al ionizar el gas de llenado usando un
electrodoméstico potencial aplicado entre el ánodo y el cátodo. Los
iones cargados positivamente chocan con los cátodos cargados
negativamente y desalojar átomos de metal individuales en un proceso
conocido como "pulverización". Estos metales "pulverizados" los
átomos se excitan a través del impacto con iones de gas de relleno y se

14
emite luz de las longitudes de onda específicas para ese elemento
cuando el átomo "decae" del estado excitado de nuevo al estado más
estable.
Características:
 Microprocesador incorporado
 Configurar parámetros operativos
 Encendido automático con pulsador
 Ejecutar muestras usando múltiples métodos
 Panel de control con pantalla alfanumérica
 Controles de gas incorporados con enclavamientos de seguridad
El espectrómetro de absorción atómica Perkin Elmer 3100 está
diseñado para usarse con técnicas de absorción de llama, emisión de
llama y absorción atómica de mercurio/hidruro. Un sistema de
quemador de alta eficiencia ofrece un spoiler de flujo y una perla de
impacto para un rendimiento óptimo con todo tipo de muestras.
Los controles de gas integrados con enclavamientos de seguridad, el
encendido automático con botón pulsador y el cambio automático a
llamas de óxido nitroso-acetileno simplifican las operaciones y
garantizan la seguridad del operador. Se utiliza un panel de control
incorporado con pantalla alfanumérica de dos líneas, teclado numérico
y teclas de función para acceder a la programación integral que está
conectada al microprocesador incorporado.

15
Figura 1. Equipo de Absorción Atómica PERKIN ELMER modelo
3110. Vista Frontal
IV. CONCLUSIONES.
 La migración y transformación de los contaminantes de metales pesados en la
capa superior del suelo y las aguas superficiales son, y con el drenaje industrial,
la lluvia, etc., los elementos de metales pesados del suelo se introducen en el
medio acuático, lo que conduce a una contaminación más grave de los recursos
hídricos.
 El suelo y el agua agrícolas deben investigarse cuidadosamente antes del inicio
de las actividades agrícolas. De los métodos generales de remediación
biológicos y químicos, se debe preferir el primero, para no introducir nuevos
productos químicos en el medio.
 En el futuro, es necesario mejorar aún más la evaluación de la contaminación
tanto en el suelo como en el agua desde varias perspectivas en conjunto, como
examinar las fuentes de los factores antropogénicos, promulgar políticas y
reglamentos, y garantizar la remediación y el control de la contaminación por
metales pesados. y fortalecer el método de identificación de fuentes de
contaminación.
 Los equipos han sido diseñados específicamente para permitir fácil y
rentablemente el monitoreo de los metales pesados más comunes asociados a
problemas de salud y medio ambiente.
V. RECOMENDACIONES.
 Mantener limpios y sin polvo cada elemento es fundamental para evitar su
deterioro y lograr el normal funcionamiento del equipo.
 Asesorarse con personas capacitadas y aprender a utilizar de manera correcta
cada equipo según su manera de operación y su función.

16
VI. BIBLIOGRAFIA.
 Agencia de Contaminación Ambiental, EPA. Edición de las Tablas de Normas
de Agua Potable y Advertencias de Salud; 2018
 Bakshi S, Banik C, He Z. El impacto de la contaminación por metales pesados
en la salud del suelo. En: Gestión de la salud del suelo para una agricultura
sostenible. Serie Burleigh Dodds sobre ciencias agrícolas, EE. UU., vol. 2.
2018. págs. 63-95. DOI: 10.19103/AS.2017.0033.20
 Akün, M. E. (2020, 21 enero). Heavy Metal Contamination and Remediation of
Water and Soil with Case Studies From Cyprus.
https://www.intechopen.com/chapters/69993
 artisantg.com. (s. f.). https://www.artisantg.com/Scientific/63929-10/Perkin-
Elmer-3100-Atomic-Absorption-Spectrometer
 Ginés, G. M. J. (2013, 27 marzo). Utilización de un equipo portátil de
fluorescencia de rayos X para el estudio de metales pesados en suelos: puesta a
punto y aplicación a vertederos | DIGITAL.CSIC.
https://digital.csic.es/handle/10261/73106
 SHINE Family (Portable)_LANScientific- For The Packet Lab. (s. f.).
https://en.lanscientific.com/products-and-solutions/61.html

MONOGRAFIA EQUIPOS PARA METALES PESADOS-SOSA PINO FLAVIA.pdf

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a MONOGRAFIA EQUIPOS PARA METALES PESADOS-SOSA PINO FLAVIA.pdf

Similar a MONOGRAFIA EQUIPOS PARA METALES PESADOS-SOSA PINO FLAVIA.pdf (20)

Más de FlaviaSosaPino

Más de FlaviaSosaPino (11)

Último

Último (20)

MONOGRAFIA EQUIPOS PARA METALES PESADOS-SOSA PINO FLAVIA.pdf