El nitrato es uno de los parámetros más importantes en la evaluación de la calidad del agua de aguas subterráneas y superficiales. Está presente de forma natural en este tipo de aguas en bajas concentraciones, pero son tóxicos para el ser humano y para el ganado, y puede causar la degradación generalizada del ecosistema si está presente en altas concentraciones. Los nitratos llegan al ambiente por la contaminación humana desde varias fuentes, pero la más grande son los desechos de fertilizantes provenientes de la agricultura. Otras fuentes incluyen las descargas de aguas residuales, sistemas sépticos, y la crianza de animales y mascotas. El nitrato es altamente soluble en el agua, por lo que se presenta con facilidad en los lixiviados que se incorporan a las fuentes de agua. A diferencia de los nitratos, otros contaminantes como los fosfatos y el amoniaco no se transportan con la misma facilidad. Esta capacidad de los nitratos de transportarse a las fuentes de agua de los pozos, acuíferos, embalses, lagos y ríos, junto con sus implicaciones en la salud y en el ambiente, hacen que la contaminación por nitratos sea un asunto preocupante. Los altos niveles de nitratos en el agua dulce y salada aceleran el crecimiento de algas. Cuando estas densas poblaciones de algas mueren y se descomponen, se consume oxígeno disuelto y puede ya no ser suficiente para mantener la vida acuática existente, dando lugar a las llamadas “zonas muertas”. Estas zonas muertas se forman más frecuentemente donde los ríos que transportan altos niveles de nitratos se mezclan con cuerpos de agua salada, como en los estuarios o bahías, donde el nitrógeno es un nutriente limitante. Este exceso origina un crecimiento acelerado de bacterias y algas indeseables. Las zonas muertas se presentan más frecuentemente durante el verano, donde los niveles de oxígeno disuelto ya son de por sí normalmente bajos debido a la menor solubilidad del oxígeno en aguas templadas o calientes.

Un grupo ambiental estaba interesado en cuantificar la concentración de nitrato durante cierto tiempo en varios lugares de un río grande que atravesaba diferentes áreas urbanas, suburbanas y agrícolas. Deseaban identificar las áreas donde los altos niveles de contaminantes de nitrato se estaban introduciendo al río. Habían realizado pruebas para recolectar datos a lo largo del río usando un colorímetro, identificando lo que ellos pensaban que eran las áreas problema. Para confirmar sus observaciones iniciales, querían medir de forma continua las concentraciones de nitrato río abajo y río arriba de la zona que sospechaban que era la fuente de contaminación. La medición continua les permitiría identificar los patrones de comportamiento del nitrato en el río, como los causados por la lluvia o los cambios estacionales. Hanna Instruments les ofreció el medidor multiparamétrico HI 9829 con sonda registradora, electrodo ISE para nitrato, sonda de CE/turbidez y sonda de OD. La sonda registradora impermeable (IP68) permitió a los científicos sumergirla 20 metros y medir de forma automática la concentración de nitratos, conductividad, TDS, turbidez, temperatura y OD cada hora por un período mayor a 2 meses. Aunque el parámetro principal era el nitrato, el grupo ambiental apreció la capacidad del medidor para proporcionar parámetros adicionales de forma simultánea, para una mejor comprensión del estado general del río. La sonda del HI 9829 viene equipada con una cubierta protectora con contrapeso para asegurar que permanezca sumergida aún en aguas turbulentas, a la vez que protege los electrodos de medición. Una característica que ayudó mucho al cliente fue la posibilidad de configurar y distribuir múltiples sondas registradoras con un solo medidor, y la capacidad de descargar los datos a la PC directamente desde la sonda. Esto permitió obtener un ahorro considerable, permitiendo al cliente comprar dos sondas adicionales y agregar una ubicación adicional en el río para realizar el estudio más completo. Debido a que se reemplazó el método colorimétrico para el nitrato por medio del electrodo ISE, se eliminó el desecho contaminante y el usuario se liberó de esta carga durante sus mediciones en campo. El HI 9829 fue la solución perfecta para esta aplicación.

Especificaciones del HI9829

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El nitrato está presente de forma natural en el medio ambiente como consecuencia del ciclo del nitrógeno. Además está ampliamente distribuido en los alimentos, siendo las principales fuentes los vegetales y el agua para beber. Por otro lado, en general el contenido de nitritos en los alimentos es poco significativo.

Por otra parte, las sales sódicas y potásicas de nitratos y nitritos se utilizan como conservadores (aditivos alimentarios), principalmente en productos cárnicos que se embuten como el jamón, la salchicha y el chorizo entre otros, En estos productos  el nitrito impide el desarrollo de las esporas de una bacteria llamada Clostridium botulinum y de la toxina botulínica causante del botulismo. Además, esta sales también contribuyen al desarrollo del aroma y estabilización del color rosado que es característico de este tipo de productos cárnicos.

En los alimentos o en el tracto gastrointestinal los nitratos se pueden reducir a nitritos. El riesgo más importante para la salud en el consumo de sales de nitratos y nitritos se debe a que el nitrito puede reaccionar con aminas o amidas para formar “compuestos nitrogenados” de los cuales muchos son potentes carcinógenos (por ejemplo, las nitrosaminas). Las reacciones de nitración se pueden dar durante la maduración o el procesado de los alimentos, o bien en el tracto gastrointestinal.

Debido a la formación de estos compuestos nitrogenados se estableció un límite permisible de nitratos o nitritos presentes en productos cárnicos, ya sea cocidos, curados crudos o curados madurados. Esto está establecido en la norma oficial mexicana sobre productos cárnicos procesados NOM-213-SSA1-200. Dicha norma  nos indica un límite de 156 mg/kg en cualquiera de los productos cárnicos antes mencionados, que son productos embutidos.

Aplicación

Para realizar la determinación de nitratos en estos productos también se tiene una norma en la cual nos debemos basar: la NMX-F-318-1978, sobre la determinación de nitratos en embutidos. La cuantificación de nitratos que especifica esta norma es por un método espectrofotométrico en el intervalo de luz visible, lo  que lo hace un método colorimétrico.

En Hanna contamos con un espectrofotómetro  de luz visible que trabaja en el intervalo de 340 a 900 nm, en el cual la determinación de nitratos en diferentes matrices cárnicas se puede realizar en el equipo ingresando el método como método de usuario y únicamente colocando dentro en una celda la muestra en solución acuosa translucida.

El equipo cuenta con espacio para almacenar 100 métodos de usuario, y así poder realizar determinaciones en cualquier momento que se desee ya que la curva de calibración o la ecuación para determinar las concentraciones se almacenan en cada uno de los métodos creados.

Por si fuera poco los métodos de  usuario se pueden crear con hasta 5 longitudes de onda y sus temporizadores.

Espectrofotómetro iris HI801

Especificaciones

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Los nitratos (NO^-3) son un compuesto del nitrógeno y un macronutriente esencial para el crecimiento y reproducción de las plantas. El nitrógeno atmosférico (N₂) se fija por medio de ciertos tipos de plantas y bacterias en el nitrato del suelo, el cual lo toman y lo reciclan en el suelo cuando la planta muere y los compuestos orgánicos se descomponen. Debido a que el contenido natural en el suelo no puede soportar la cantidad que se vierte en él proveniente de las actividades agrícolas del ser humano, se le debe regular en la adición de fertilizantes. El nitrato es altamente soluble y se filtra fácilmente a fuentes de agua subterránea, siendo un factor de riesgo potencial para pozos de agua de consumo humano. El factor de riesgo más importante lo constituyen los bebés menores de un año y los animales jóvenes en periodo de reproducción. Los nitratos disminuyen la capacidad de la sangre para entregar oxígeno a las diferentes partes del cuerpo, que en los recién nacidos puede causar Metahemoglobinemia o síndrome del “bebé azul”. El nivel total permitido de nitratos en el agua subterránea es de 10 mg/L. El tipo de suelo y la profundidad de las raíces de las plantas juegan un papel fundamental en la lixiviación de nitratos; estos factores determinan la probabilidad de contaminación del suelo. Los suelos de tierra fina como los arcillosos, tienen una alta capacidad de retención del agua y permiten la lixiviación de pocos nutrientes, contrario a los suelos con arena gruesa. La probabilidad de lixiviación de nitratos en el agua del subsuelo depende en gran medida de la profundidad del depósito de agua. Si el depósito es poco profundo, la lixiviación ocurrirá en mayor grado debido a que los nutrientes deben viajar solo una corta distancia. Con solo observar el tipo de suelo y algunas propiedades hidrogeológicas se pueden identificar más fácilmente las áreas que pueden sufrir contaminación por nitratos. Un agricultor puede reducir el riesgo de nitratos lixiviados realizando un plan de dosificación del fertilizante nitrogenado. Determinando la cantidad requerida de nitrógeno de su cultivo y aplicando los fertilizantes nitrogenados en el tiempo correcto (por ejemplo, antes del crecimiento que es la etapa más demandante de nitrógeno), el agricultor puede prevenir una sobre fertilización y reducir el exceso de nitratos presentes en el suelo, reduciendo el riesgo de contaminación del agua subterránea. Los avances en la tecnología de los fertilizantes han permitido el desarrollo de inhibidores de nitrificación. Estos inhibidores disminuyen la velocidad de conversión de nitrógeno a nitrato, liberan lentamente los nutrientes con el paso del tiempo y son efectivos en la prevención de la sobre fertilización.

Aplicación:

Un extenso condado en el oeste de los Estados Unidos, cuya mayor actividad es la agricultura, estaba realizando estudios y adoptando nuevas leyes que mejoraran los planes y acciones para disminuir la contaminación del agua del subsuelo. Estos datos servirían para determinar la eficiencia global y la prevención de la contaminación. Una forma en que las autoridades determinaban la mayor fuente de contaminación de las aguas fue la identificación de áreas de mayor consumo y la medición de la calidad del agua de riego, así como del agua de los pozos de toda el área. La compañía que contrataron para realizar las mediciones estaba buscando una forma fácil y exacta de medir los niveles de nitratos en los pozos de todo el condado. Se les propuso el fotómetro portátil de nitratos HI 96728C y fue una excelente opción. El rango del medidor es de 0.0-30.0 mg/L de nitrógeno proveniente de nitratos, con una resolución de 0.1 mg/L, lo que les permitió medir sus muestras sin realizar diluciones y obtener resultados con la exactitud y resolución requeridas. El medidor y todos los accesorios necesarios se suministran dentro de un estuche rígido que es muy apropiado para transportarlos a todos los lugares de medición. El cliente apreció la manera tan rápida en que se puede realizar la medición con el método de un solo reactivo, de forma que se puede continuar inmediatamente  al próximo punto de medición. El cliente también pudo validar y calibrar el fotómetro con los estándares Cal Check^TM que vienen con el medidor.

Fotómetro portátil de nitrato-nitrógeno

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