Sensores de brillo óptico: Control de la calidad del agua

¿Por qué querría medir los blanqueadores ópticos?

Los blanqueadores ópticos (OBA) o agentes blanqueadores fluorescentes (FWA) se añaden a productos como jabones para la ropa, detergentes o productos de limpieza. Los tejidos o materiales absorben los OBA durante el proceso de lavado o limpieza. Cuando se iluminan con luz ultravioleta, se vuelven fluorescentes y hacen que los productos y los tejidos parezcan más brillantes.

Las aguas residuales de lavandería son las que más abrillantadores aportan a los sistemas de aguas residuales. La aportación de FWA u OBA al volumen total de la mayoría de los detergentes de lavandería es inferior al 0,5%, pero una gran parte (5-80%) puede permanecer en las aguas residuales vertidas como compuestos disueltos (moleculares). La presencia de blanqueadores en los sistemas de agua a los que se vierten las aguas residuales podría significar sistemas sépticos defectuosos, fugas de aguas residuales o una falta total de tratamiento del agua. Por tanto, la detección de blanqueadores ópticos en los sistemas acuáticos puede ayudar a los ayuntamientos o a los investigadores a corregir los fallos de los sistemas y evitar un aumento de la aportación antropogénica que puede tener un gran impacto en los ecosistemas.

Los estudios han demostrado una correlación entre la fluorescencia de los abrillantadores y los niveles de coliformes fecales en los medios acuáticos. La calidad del agua se evalúa actualmente mediante normas sobre coliformes fecales a través de organismos federales, estatales y municipales. Se puede restringir el acceso público a masas de agua como lagos, ríos o playas que no cumplan estas normas, lo que repercute en el turismo y, en última instancia, en la economía local. El principal problema en la prevención del aumento de los niveles de coliformes fecales es la incapacidad de determinar la fuente de la contaminación (humana/no humana). Las aguas residuales de lavandería suelen verterse a través del alcantarillado doméstico o de sistemas sépticos; por tanto, los abrillantadores son un componente de las aguas residuales de alcantarillado. La correlación de los abrillantadores con los niveles de coliformes fecales puede proporcionar información valiosa para ayudar a los investigadores a determinar si las fuentes de contaminación se atribuyen a los desechos humanos.

Los abrillantadores son muy susceptibles a la adsorción. Se eliminan de las aguas superficiales y subterráneas por adsorción en el suelo y la materia orgánica. Esto permite a los investigadores evaluar también la eficacia de la depuración natural de las aguas residuales determinando las concentraciones de abrillantadores en las aguas subterráneas o superficiales

¿Cómo se miden los blanqueadores ópticos?

Los blanqueadores ópticos, o agentes blanqueadores fluorescentes (FWA en la industria de los detergentes), son compuestos que se excitan (activan) mediante longitudes de onda de luz en el rango cercano al ultravioleta (UV) (360 a 365 nm), y luego emiten luz en el rango azul (400 a 440 nm). Los electrones de las moléculas fluorescentes se excitan a un estado de mayor energía mediante la absorción de luz y, a continuación, emiten una pequeña cantidad de calor más fluorescencia cuando los electrones vuelven a su estado básico. La fluorescencia del segundo estado excitado se mide con el fluorómetro de OBA de Eureka y se convierte en ppb de OBA hasta 2500 ppb.

¿Qué debo saber sobre la medición de los blanqueadores ópticos sobre el terreno?

El sensor de Brillante Óptico de Solinst Eureka tiene un gran rango dinámico (>5000 partes por millón) que le permite funcionar en la mayoría de los entornos acuáticos, y su alta resolución aumenta su precisión. El MantaPlus con sensor de Blanqueador Óptico puede utilizarse en estudios para localizar lugares concretos en los que los sistemas de aguas residuales in situ puedan estar entrando en ríos u otros cursos de agua. Las sondas multiparamétricas con sensores OBA pueden desplegarse para un control continuo o utilizarse para un muestreo discreto. Las determinaciones fluorométricas de las concentraciones de abrillantador en muestras de agua natural han sido útiles para encontrar fuentes de aguas residuales y contaminaciones por coliformes fecales en estudios del Departamento de Sanidad, así como en investigaciones generales.

La suciedad es el mayor problema de campo de los sensores de fluorescencia. Cualquier material extraño que se acumule en la superficie activa del sensor reducirá la cantidad de luz emitida o recibida, o ambas. Y a veces el material extraño puede proporcionar una señal falsa al fluorescer en la misma longitud de onda. Las incrustaciones no suelen plantear problemas cuando se realizan perfiles o comprobaciones puntuales en estudios diarios; sólo cuando se despliegan durante periodos prolongados. Para un despliegue continuo, pueden añadirse accesorios antiincrustantes, como el sistema de limpiaparabrisas universal de Eureka y el protector de malla de cobre para el sensor.