Calidad del agua. Nitrógeno

Nitrógeno

Los niveles de nitrógeno son un indicador clave en la calidad del agua. El nitrógeno suele ser el factor limitante de los fotoautótrofos. Un cambio en el ciclo del nitrógeno puede tener consecuencias dramáticas para un ecosistema. En el medio ambiente, el nitrógeno inorgánico está presente en una serie de estados de oxidación, como nitrato (NO₃^-), nitrito (NO₂^-), amonio (NH₄⁺) y dinitrógeno, o gas nitrógeno (N₂). Las plantas y microorganismos son capaces de convertir el nitrógeno inorgánico en orgánico. El término nitrógeno orgánico hace referencia a los compuestos del nitrógeno que tienen su origen en la materia viva, por ejemplo, el nitrógeno de las proteínas y la urea.

Nitrito (NO₂^-) y nitrato (NO₃^-)

Los iones de nitrito se oxidan rápidamente a nitrato. El nitrato es el nutriente inorgánico primario que dirige la producción primaria en los hábitats acuáticos. Por tanto, el análisis del nitrato puede ayudar a explicar las dinámicas del ecosistema. Entre las fuentes naturales de nitrato están: las rocas, las escorrentías y los desechos de plantas/animales. El nivel de nitrato puede aumentar por un exceso de uso de fertilizantes nitrogenados. La concentración de iones de nitrato (NO₃^-) se expresa en unidades de mg/L NO₃—N. La unidad NO₃—N describe al nitrógeno que se encuentra en forma de nitrito.

Varias fuentes naturales y artificiales que contienen nitrógeno pueden llevar a una acumulación de nitrato (NO₃^-) en el agua. Entre ellas:

• Vertidos agrícolas

• Vertidos humanos

• Comida para animales

• Aguas residuales municipales e industriales

• Emisiones industriales y automovilísticas

• Descomposición de plantas y animales

Los niveles de nitrato en agua no deben sobrepasar 1 mg/L; no obstante, los nitratos derivados de los humanos pueden aumentar el nivel por encima de los 3 mg/L, por lo que los niveles de nitrato en agua suelen estar entre 0,1 y 4 mg/L NO₃—N. Sin embargo, el agua no contaminada debe contener niveles de nitrato por debajo de 1 mg/L.

El método estándar para medir los niveles de nitrato de una muestra de agua es el de método de reducción por cadmio. En este método, los iones inestables de nitrato son reducidos a nitrito en presencia de cadmio. Luego, el nitrito es diazotizado con sulfamida y unido a N-(1-Naftil)- etilendiamina diclorhidrato para formar un colorante azoico de color vivo. La concentración de nitrógeno en la muestra de agua se correlaciona con la intensidad del color producido.

Figura 1. Primera imagen. Cuanto más oscuro es el morado, más altos son los niveles de nitrato. Segunda imagen. La reacción química en el método de reducción del cadmio.