Sólidos disueltos totales

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El agua mineral embotellada generalmente contiene niveles más altos de TDS que el agua del grifo.

Los sólidos disueltos totales (TDS) son una medida del contenido disuelto combinado de todas las sustancias inorgánicas y orgánicas presentes en un líquido en forma de suspensión molecular, ionizada o microgranular (sol coloidal). Los TDS se miden a menudo en partes por millón (ppm). Los TDS en agua se pueden medir con un medidor digital.

En general, la definición operativa es que los sólidos deben ser lo suficientemente pequeños como para sobrevivir a la filtración a través de un filtro con poros de 2 micrómetros (tamaño nominal o menor). Los sólidos disueltos totales normalmente se analizan solo para sistemas de agua dulce, ya que la salinidad incluye algunos de los iones que constituyen la definición de TDS. La principal aplicación de los TDS es el estudio de la calidad del agua de arroyos, ríos y lagos. Aunque los TDS no suelen considerarse un contaminante primario (por ejemplo, no se considera que estén asociados con efectos sobre la salud), se utilizan como una indicación de las características estéticas del agua potable y como un indicador agregado de la presencia de una amplia gama de contaminantes químicos.

Las fuentes principales de TDS en las aguas receptoras son la escorrentía agrícola y la escorrentía residencial (urbana), las aguas de montaña ricas en arcilla, la lixiviación de la contaminación del suelo y la descarga de contaminación del agua de origen puntual de plantas de tratamiento de aguas residuales o industriales. Los componentes químicos más comunes son el calcio, los fosfatos, los nitratos, el sodio, el potasio y el cloruro, que se encuentran en la escorrentía de nutrientes, la escorrentía general de aguas pluviales y la escorrentía de climas nevados donde se aplican sales para descongelar carreteras. Los productos químicos pueden ser cationes, aniones, moléculas o aglomeraciones del orden de mil moléculas o menos, siempre que se forme un microgránulo soluble. Los elementos más exóticos y nocivos de TDS son los pesticidas que surgen de la escorrentía superficial. Ciertos sólidos disueltos totales que se producen de forma natural surgen de la erosión y la disolución de rocas y suelos. Estados Unidos ha establecido un estándar secundario de calidad del agua de 500 mg/L para garantizar la palatabilidad del agua potable.

Los sólidos disueltos totales se diferencian de los sólidos suspendidos totales (SST) en que estos últimos no pueden pasar a través de un tamiz de 2 micrómetros y, sin embargo, se encuentran suspendidos indefinidamente en la solución. El término sólidos sedimentables se refiere a material de cualquier tamaño que no permanecerá suspendido o disuelto en un tanque de retención no sujeto a movimiento, y excluye tanto a los SDT como a los SST. Los sólidos sedimentables pueden incluir partículas de mayor tamaño o moléculas insolubles.

Los sólidos disueltos totales incluyen sólidos volátiles y no volátiles. Los sólidos volátiles son aquellos que pueden pasar fácilmente del estado sólido al gaseoso. Los sólidos no volátiles deben calentarse a una temperatura alta, normalmente 550 °C, para lograr este cambio de estado. Algunos ejemplos de sustancias no volátiles son las sales y los azúcares.

Medición

Medidor TDS basado en conductividad en una taza de agua

Los dos métodos principales para medir los sólidos disueltos totales son el análisis gravimétrico y la conductividad. Los métodos gravimétricos son los más precisos e implican la evaporación del disolvente líquido y la medición de la masa de los residuos que quedan. Este método es generalmente el mejor, aunque requiere mucho tiempo. Si las sales inorgánicas constituyen la gran mayoría de los sólidos disueltos totales, los métodos basados en la conductividad son apropiados.

La conductividad del agua está directamente relacionada con la concentración de sólidos ionizados disueltos. Estos iones permiten que el agua conduzca la corriente eléctrica. Esta corriente eléctrica se puede medir utilizando un medidor de conductividad convencional o un medidor de TDS. Cuando se correlaciona con las mediciones de TDS de laboratorio, la conductividad proporciona un valor aproximado de la concentración de TDS, con una precisión de alrededor del 10%.

La relación entre los sólidos disueltos totales (TDS) y la conductancia específica del agua subterránea se puede aproximar mediante la siguiente ecuación:

TDS = keCE

donde TDS se expresa en mg/L y CE es la conductividad eléctrica en microsiemens por centímetro a 25 °C. El factor de conversión ke varía entre 0,55 y 0,8.

Algunos medidores de TDS utilizan una medición de conductividad eléctrica en ppm utilizando la fórmula anterior. En cuanto a las unidades, 1 ppm indica 1 mg de sólidos disueltos por cada 1000 g de agua.

simulación hidrológica

Lago Pirámide, Nevada, recibe sólidos disueltos del río Truckee.

Los modelos de transporte hidrológico se utilizan para analizar matemáticamente el movimiento de los sólidos disueltos totales (TDS) en los sistemas fluviales. Los modelos más comunes abordan la escorrentía superficial, lo que permite la variación en el tipo de uso de la tierra, la topografía, el tipo de suelo, la cubierta vegetal, la precipitación y las prácticas de gestión de la tierra (por ejemplo, la tasa de aplicación de un fertilizante). Los modelos de escorrentía han evolucionado hasta alcanzar un buen grado de precisión y permiten la evaluación de prácticas alternativas de gestión de la tierra en función de los impactos en la calidad del agua de los ríos.

Los modelos de cuenca se utilizan para evaluar de manera más exhaustiva los sólidos disueltos totales dentro de una cuenca de captación y de manera dinámica a lo largo de varios tramos fluviales. El modelo DSSAM fue desarrollado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). Este modelo de transporte hidrológico se basa en realidad en la métrica de carga de contaminantes denominada "Carga diaria máxima total" (TMDL), que aborda los sólidos disueltos totales (TDS) y otros contaminantes químicos específicos. El éxito de este modelo contribuyó al compromiso ampliado de la Agencia con el uso del protocolo subyacente TMDL en su política nacional para la gestión de muchos sistemas fluviales en los Estados Unidos.

Consecuencias prácticas

Acuario en Bristol Zoo, Inglaterra. El mantenimiento de filtros se vuelve costoso con alta TDS.

Al medir el agua tratada con descalcificadores, los altos niveles de sólidos disueltos totales no se correlacionan con el agua dura, ya que los descalcificadores no reducen los sólidos disueltos totales (TDS); en cambio, reemplazan los iones de magnesio y calcio, que causan el agua dura, con una carga igual de iones de sodio o potasio, p. ej. Ca2+ ⇌ 2 Na+, lo que deja los TDS totales sin cambios o incluso aumenta. El agua dura puede causar la acumulación de sarro en tuberías, válvulas y filtros, lo que reduce el rendimiento y aumenta los costos de mantenimiento del sistema. Estos efectos se pueden observar en acuarios, spas, piscinas y sistemas de tratamiento de agua por ósmosis inversa. Por lo general, los sólidos disueltos totales se prueban con frecuencia en estas aplicaciones y se revisan las membranas de filtración para evitar efectos adversos.

En el caso de la hidroponía y la acuicultura, los sólidos disueltos totales (TDS) se controlan a menudo para crear un entorno de calidad del agua favorable para la productividad de los organismos. En el caso de los peces de agua dulce, las ostras, las truchas y otros mariscos de alto valor, la mayor productividad y los mayores beneficios económicos se logran imitando los niveles de TDS y pH del entorno nativo de cada especie. Para los usos hidropónicos, los sólidos disueltos totales se consideran uno de los mejores índices de disponibilidad de nutrientes para las plantas acuáticas que se cultivan.

Dado que el umbral de los criterios estéticos aceptables para el agua potable para humanos es de 500 mg/L, no existe una preocupación general por el olor, el sabor y el color a un nivel mucho menor que el requerido para que resulte nocivo. Se han realizado varios estudios que indican que las reacciones de varias especies varían desde la intolerancia hasta la toxicidad absoluta debido a los elevados TDS. Los resultados numéricos deben interpretarse con cautela, ya que los resultados precisos de toxicidad se relacionan con componentes químicos específicos. No obstante, cierta información numérica es una guía útil sobre la naturaleza de los riesgos de exponer a los organismos acuáticos o animales terrestres a altos niveles de TDS. La mayoría de los ecosistemas acuáticos que incluyen fauna de peces mixta pueden tolerar niveles de TDS de 1000 mg/L.

Daphnia magna con huevos

El pez cabeza gorda (Pimephales promelas), por ejemplo, presenta una concentración LD50 de 5.600 ppm en base a una exposición de 96 horas. La LD50 es la concentración necesaria para producir un efecto letal en el 50 por ciento de la población expuesta. La Daphnia magna, un buen ejemplo de un miembro primario de la cadena alimentaria, es un pequeño crustáceo planctónico, de aproximadamente 0,5 mm (0,020 pulgadas) de longitud, que tiene una LD50 de aproximadamente 10.000 ppm de TDS para una exposición de 96 horas.

Los peces en desove y los ejemplares jóvenes parecen ser más sensibles a los altos niveles de TDS. Por ejemplo, se descubrió que concentraciones de 350 mg/L de TDS reducían el desove de la lubina rayada (Morone saxatilis) en la región del delta de la bahía de San Francisco, y que concentraciones inferiores a 200 mg/L promovían condiciones de desove aún más saludables. En el río Truckee, la EPA descubrió que los ejemplares jóvenes de trucha degollada Lahontan estaban sujetos a una mayor mortalidad cuando se exponían al estrés por contaminación térmica combinado con altas concentraciones de sólidos disueltos totales.

En el caso de los animales terrestres, las aves de corral suelen tener un límite superior seguro de exposición a TDS de aproximadamente 2900 mg/L, mientras que el ganado lechero tiene un límite superior seguro de aproximadamente 7100 mg/L. Las investigaciones han demostrado que la exposición a TDS se agrava en la toxicidad cuando hay otros factores estresantes presentes, como un pH anormal, una turbidez alta o una reducción del oxígeno disuelto; este último factor estresante actúa solo en el caso de Animalia.

En países donde el suministro de agua corriente suele ser inseguro o inmundo, los técnicos controlan con frecuencia los TDS del agua potable para evaluar la eficacia de sus dispositivos de ósmosis inversa o filtración de agua. Si bien las lecturas de TDS no indican la cantidad de microorganismos presentes en una muestra de agua, pueden indicar la eficacia del filtro según la presencia de TDS.

Clasificación del agua

El agua se puede clasificar según el nivel de sólidos disueltos totales (TDS) en el agua:

  • Agua fresca: TDS es menos de 1.000 ppm.
  • Agua salubre: TDS = 1.000 a 10.000 ppm.
  • Agua salina: TDS = 10.000 a 35.000 ppm.
  • Hypersaline: TDS superior a 35,000 ppm.

El agua potable generalmente tiene un TDS inferior a 500 ppm. El agua dulce con un TDS más alto es potable, pero su sabor puede resultar desagradable.

Véase también

  • Lluvia ácida
  • Surface runoff
  • Con respecto a los metros;
    • Medido CE
    • p Medidor H
    • Salinometer

Referencias

  1. ^ "¿Qué es el nivel aceptable de sólidos disueltos totales (TDS) en agua potable?". El Berkey. Archivado desde el original el 20 de diciembre de 2012. Retrieved 2020-02-22.
  2. ^ DeZuane, John (1997). Handbook of Drinking Water Quality (2a edición). John Wiley y Sons. ISBN 0-471-28789-X.
  3. ^ Wetzel, R. G. (2001). Limnology: Lake and river ecosystems. San Diego: Prensa Académica.
  4. ^ "Total Dissolved Solids (TDS): EPA Method 160.1 (Gravimetric, Dried at 180 deg. C)". Washington, D.C.: U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 1999-11-16. Archivado desde el original en 2016-02-23.
  5. ^ Atekwanaaa, Eliot A.; Atekwanaa, Estella A.; Roweb, Rebecca S.; Werkema Jr., D. Dale; Legalld, Franklyn D. (2004). "La relación de las mediciones totales de sólidos disueltos a la conductividad eléctrica masiva en un acuífero contaminado con hidrocarburos" (PDF). Journal of Applied Geophysics. 56 (4). Elsevier: 281–294. Código:2004JAG....56..281A. doi:10.1016/j.jappgeo.2004.08.003. Archivado desde el original (PDF) el 1 de agosto de 2014. Retrieved 15 de febrero 2016.
  6. ^ "Preguntas frecuentes". Archivado desde el original en 2017-06-18. Retrieved 23 de mayo 2017.{{cite web}}: CS1 maint: URL infit (link)
  7. ^ a b C.M. Hogan, Marc Papineau et al. Desarrollo de un modelo dinámico de simulación de calidad del agua para el río Truckee, Earth Metrics Inc., Environmental Protection Agency Technology Series, Washington D.C. (1987)
  8. ^ EPA. "Guía para decisiones basadas en la calidad del agua: el proceso TMDL". Archivado 2017-07-06 en el Wayback Machine Doc. No. EPA 440/4-91-001. Abril de 1991.
  9. ^ W. Adam Sigler, Jim Bauder. Universidad Estatal de Montana. Archivado desde el original en 2015-04-29. Retrieved 23 de enero 2015.
  10. ^ Boyd, Claude E. (1999). Calidad del agua: Una introducción. Países Bajos: Kluwer Academic Publishers Group. ISBN 0-7923-7853-9.
  11. ^ Documento de posición sobre sólidos disueltos totales, Estado de Iowa, IAC 567 61.3 (2)g et sequitur updated March 27, 2003
  12. ^ Kaiser Engineers, California, Informe final al estado de California, San Francisco Bay-Delta Water Quality Control Program, Estado de California, Sacramento, CA (1969)
  13. ^ Hogan, C. Michael; Patmore, Leda C.; Seidman, Harry (agosto de 1973). "Predicción Estatística de Temperaturas de Equilibrio Térmico Dinámico utilizando Bases de Datos Meteorológicos Estándar". EPA. Archivado desde el original en 2016-02-23. Retrieved 2016-02-15. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (Ayuda) Environmental Protection Technology Series. Documento No. EPA-660/2-73-003.
  14. ^ "Saline Water and Salinity ← U.S. Geological Survey". Archivado desde el original el 20 de marzo de 2012. Retrieved 2020-02-12.
  • Medios relacionados con sólidos disueltos totales en Wikimedia Commons
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