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Contaminación por
detergentes |
Los detergentes
son semejantes a los jabones porque tienen en su molécula un extremo iónico
soluble en agua y otro extremo no polar que desplaza a los aceites. Los
detergentes tienen la ventaja, sobre los jabones, de formar sulfatos de
calcio y de magnesio solubles en agua, por lo que no forman coágulos al
usarlos con aguas duras. Además como el ácido correspondiente de los
sulfatos ácidos de alquilo es fuerte, sus sales (detergentes) son neutras en
agua.
Los detergentes son productos que se usan para la
limpieza y están formados básicamente por un agente tensoactivo que actúa
modificando la tensión superficial disminuyendo la fuerza de adhesión de las
partículas (mugre) a una superficie; por fosfatos que tienen un efecto
ablandador del agua y floculan y emulsionan a las partículas de mugre, y
algún otro componente que actúe como solubilizante, blanqueador,
bactericida, perfumes, abrillantadores ópticos (tinturas que dan a la ropa
el aspecto de limpieza), etc.
Los
detergentes sintéticos contienen sustancias surfactantes que ayudan en la
penetración, remojo, emulsificación, dispersión, solubilización y formación
de espuma. Todo esto ocurre en las interfases sólido-líquido y
líquido-líquido.
La mayoría de los detergentes sintéticos
son contaminantes persistentes debido a que no son descompuestos fácilmente
por la acción bacteriana. A los detergentes que no son biodegradables se les
llama detergentes duros y a los degradables, detergentes
blandos.
El principal agente tensoactivo que se usa
en los detergentes es un derivado del alquilbencensulfonato como, por
ejemplo, el dodecilbencensulfonato de sodio
(C12H25-C6H4-SO3Na)
el cual puede hacer al detergente duro (no biodegradable, contaminante
persistente) o blando (biodegradable, contaminante biodegradable),
dependiendo del tipo de ramificaciones que tenga.
Una
gran cantidad de detergentes son arilalquilsulfonatos de sodio que tienen
como fórmula general, R-C6H4-SO3Na, es
decir, son sales de ácidos sulfónicos aromáticos con una cadena alquílica
larga. Si la cadena es ramificada no pueden ser degradados por los
microorganismos, por lo que se dice que son persistentes, y causan grandes
problemas de contaminación del agua de lagos, ríos y depósitos subterráneos.
Los arilalquilsulfonatos que tienen cadenas lineales son
biodegradables.
El uso de los compuestos tensoactivos en el
agua, al ser arrojados a los lagos y ríos provocan la disminución de la
solubilidad del oxígeno disuelto en el agua con lo cual se dificulta la vida
acuática y además, como les quitan la grasa de las plumas a las aves
acuáticas les provoca que se escape el aire aislante de entre las plumas y
que se mojen, lo cual puede ocasionarles la muerte por frío o porque se
ahogan, de manera semejante como les ocurre con los derrames de petróleo en
el mar.
Los detergentes son productos químicos
sintéticos que se utilizan en grandes cantidades para la limpieza doméstica
e industrial y que actúan como contaminantes del agua al ser arrojados en
las aguas residuales.
El poder
contaminante de los detergentes se manifiesta en los vegetales acuáticos
inhibiendo el proceso de la fotosíntesis originando la muerte de la flora y
la fauna acuáticas. A los peces les produce lesiones en las branquias,
dificultándoles la respiración y provocándoles la muerte.
DETERGENTES DE
POLIFOSFATOS
Un
componente de los detergentes sólidos es el metafosfato llamado
tripolifosfato de sodio, Na5P3O10, que
contiene al ion (O3
P-O-PO2-O-PO3)5-. El ion trifosfato
es de gran utilidad porque forma complejos solubles con los iones calcio,
fierro, magnesio y manganeso, quitando las manchas que estos ocasionan en la
ropa y ayudan a mantener en suspensión a las partículas de mugre de manera
que pueden ser eliminadas fácilmente por el lavado.
A
los aditivos de fosfato en los detergentes como el tripolifosfato de sodio
se les llama formadores de fosfato y tienen tres funciones, primero actúan
como bases haciendo que el agua del lavado sea alcalina (pH alto), lo cual
es necesario para la acción detergente; segundo los fosfatos reaccionan con
los iones calcio y magnesio del agua dura de manera que no actúan con el
detergente y tercero ayudan a mantener las grasas y el polvo en suspensión,
lo que facilita que sean eliminados.
En los
detergentes líquidos se utiliza el pirofosfato de sodio
(Na4P2O7) o de potasio porque se hidroliza
en el ion fosfato (PO43-) a menor rapidez que el
tripolifosfato de sodio.
Los detergentes
hechos a base de fosfatos provocan un efecto destructor en el medio ambiente
porque aceleran el proceso de eutroficación o eutrofización de las aguas de
lagos y ríos. Como el uso de detergentes fosfatados ha generado problemas
muy graves en el agua, algunos países han prohibido el uso de detergentes de
este tipo.
AGUAS CON DETERGENTES Y
ALGAS
Los detergentes después de ser utilizados en la
limpieza doméstica e industrial son arrojados a las alcantarillas de las
aguas residuales y se convierten en fuente de contaminación del
agua.
Las algas son plantas acuáticas que se
pueden percibir como un limo verde azul sobre la superficie de las aguas
estancadas. Las algas, al igual que las demás plantas, almacenan energía
mediante el proceso de fotosíntesis por lo que requieren de la luz solar
para consumir el bióxido de carbono y liberar el oxígeno. Al igual que otras
plantas, las algas necesitan también de otros elementos químicos nutritivos
inorgánicos como potasio, fósforo, azufre y fierro.
La
cantidad de algas que una cierta extensión de agua, como un lago, puede
soportar depende de los elementos nutritivos inorgánicos que puede
proporcionar y la acumulación de estos elementos depende de la cantidad de
sales que arrastren las diferentes corrientes de agua al lago. Las algas
crecen rápidamente cuando la cantidad de elementos nutritivos es abundante y
pueden llegar a cubrir la superficie del agua con gruesas capas, y a medida
que algunas algas mueren se convierten en alimento de las
bacterias.
Como las bacterias consumen oxígeno para
descomponer a las algas, provocan que la disminución de oxígeno llegue a un
nivel que es incapaz de soportar otras formas de vida, que es indispensable
para que no desaparezca el ecosistema. Por ejemplo, donde hay peces como la
lobina y la perca que son útiles para el hombre, disminuyen o desaparecen,
dejan el lugar a otras formas de vida menos útiles al hombre como el siluro,
sanguijuelas y gusanos que se alimentan de basura.
LA EUTROFICACIÓN Y SU
CONTROL
En aguas relativamente tranquilas, como lagos y
lagunas, los vegetales acuáticos proliferan debido a la presencia de
elementos nutritivos como nitratos y fosfatos que actúan como fertilizantes.
Las principales fuentes de nutrientes son las aguas negras y los
escurrimientos agrícolas que originan el crecimiento masivo de algas y
lirios, que genera grandes cantidades de masas vegetales sobre las aguas y
su posterior acumulación sobre las riberas. Cuando las plantas mueren, para
su descomposición consume el oxígeno disuelto en el agua provocando
condiciones anaeróbicas.
La eutroficación
o eutrofización (del griego eú, bien, y trophé, alimentación) es un proceso
natural de envejecimiento de agua estancada o de corriente lenta con exceso
de nutrientes y que acumula en el fondo materia vegetal en descomposición.
Las plantas se apoderan del lago hasta convertirlo en pantano y luego se
seca. Los problemas se inician cuando el hombre contamina lagos y ríos con
exceso de nutrientes que generan la aceleración del proceso de
eutroficación, que ocasiona el crecimiento acelerado de algas, la muerte de
peces y demás flora y fauna acuática, generando condiciones
anaeróbicas.
El
proceso de eutroficación resulta de la utilización de fosfatos y nitratos
como fertilizantes en los cultivos agrícolas, de la materia orgánica de la
basura, de los detergentes hechos a base de fosfatos, que son arrastrados o
arrojados a los ríos y lagos son un problema muy grave para las aguas
estancadas cerca de los centros urbanos o agrícolas. Durante las épocas
cálidas la sobrecarga de estos productos químicos, que sirven de nutrientes,
generan el crecimiento acelerado de vegetales como algas , cianobacterias,
lirios acuáticos y lenteja de agua, las cuales al morir y ser descompuestas
por las bacterias aeróbicas provocan el agotamiento del oxígeno disuelto en
la capa superficial de agua y causan la muerte de los diferentes tipos de
organismos acuáticos que consumen oxígeno, en las aguas de los lagos y ríos.
Lago eutrófico es aquel de poca profundidad y poco contenido de oxígeno
disuelto pero rico en materias nutritivas y materia
orgánica.
Si el exceso de nutrientes sigue fluyendo a
los lagos las bacterias anaerobias predominan en ellos y quedan putrefactos
debido a la producción del ácido sulfhídrico (H2S) y metano
(CH4) durante la descomposición de la materia
orgánica.
El uso excesivo de los fertilizantes
químicos en los campos agrícolas son fuente de contaminación de las
corrientes freáticas y del agua de ríos y lagos, al ser arrastrados por el
agua de riego y de lluvia.
La solución al proceso
de eutroficación provocada a los lagos y aguas estancadas por el exceso de
nutrientes es, a) el uso de métodos de prevención de la contaminación por
fosfatos y nitratos o por exceso de nutrientes y b) métodos de control para
limpiar las aguas lacustres con proceso de eutroficación.
Conviene
que consultes la sección de Tensión
superficial para tener una mejor idea acerca del efecto de los
detergentes en el
agua.
