Desarrollo del guión de laboratorio para la determinación de amoniaco en fase gas en aire ambiente para la asignatura de Protección Ambiental 1

Abstract

Como muchos otras gases, el amoniaco representa un problema para la calidad del aire. Esta pequeña molécula con un diámetro de 3Å (Thompson 1971) y fácilmente reconocible por su olor penetrante, es uno de los compuestos químicos más ampliamente producidos y una de las especies de nitrógeno más abundantes en la atmósfera. Las emisiones antropogénicas del amoniaco en la atmósfera están relacionadas a la industria de la agricultura (producción de fertilizantes), industria manufacturera, tratamiento de aguas residuales o sistemas de refrigeración que adicionan una gran cantidad a las fuentes naturales. Las fuentes biogénicas incluyen excretas de animales así como de emisiones de microorganismos en suelo (Seinfeld and Pandis 1998). El impacto del amoniaco en el medio ambiente, se relaciona con las altas emisiones que lo convierten en peligroso. El amoniaco fácilmente forma sales de amonio ya que reacciona con aerosoles ácidos (Manahan 2005). Estas sales son extremadamente corrosivas y se involucran en la formación aerosoles. Además, el amoniaco tiene impacto en la vegetación como daño en las hojas, alteración en el crecimiento y productividad del follaje (Krupa 2003). El amoniaco también representa un problema potencial para la salud humana, debido a su alta solubilidad, fácilmente puede reaccionar con la piel, ojos y sistema respiratorio al formar hidróxido de amonio (Toxicity 2009). En México se han determinado concentraciones altas de amoniaco en la atmósfera> 35 ppb (Moya, Grutter and Báez 2004)

Actualmente en México, el amoniaco esta catalogado como contaminante NO CRITERIO; ya que no existe una normatividad ambiental para límites de concentración en la atmósfera. El amoniaco está clasificado como contaminante de riesgo en ambiente laboral como se expresa en la NOM-010-STPS-1999.

Los métodos actuales para la determinación de amoniaco se pueden dividir en dos tipos: activos y pasivos. Los métodos activos de muestreo de amoniaco requieren una bomba para generar el flujo que se hace pasar ya sea por un despojador anular, filtro impregnado, burbujeador o una cámara de reacción. Los muestreadores pasivos son equipos que no necesitan de movimiento mecánico de un flujo de aire ya que el muestreo se realiza por difusión de un gas en otro o por diferencia de concentraciones.

En este proyecto se pretende desarrollar un guión para el Laboratorio de Protección Ambiental 1 que permita al alumno capturar amoniaco en fase gas del aire ambiente por medio de un sistema de burbujeadores conteniendo 25 mL de una solución diluída de H2SO4, formando sulfato de amonio. Esté último compuesto formado en la muestra puede ser analizado colorimétricamente por la reacción de fenol e hipoclorito de sodio para producir indofenol de coloración azul.

Se construirá un sistema de muestreo que comprende desde la selección de los equipos necesarios: bomba de vacío, flujometro, sistema de burbujeadores, sistema de filtración de partículas y reactivos.

Se implementará la técnica analítica para la determinación de las concentraciones de amoniaco capturadas en el Laboratorio Compartido de Cromatografía del Centro de Ciencias de la Atmósfera, empleando el espectrofotómetro Cintra 101 del mismo Centro, que luego será implementada en el equipo GENESYS 10SUV-VIS del laboratorio de Protección Ambiental 1 que usarán los alumnos. Se realizará la validación de la técnica analítica de colorimetría por medio de cromatografía de líquidos de alta resolución. Tanto en el diseño del equipo de muestro como en la implementación de la técnica analítica se involucrará a un alumno de la carrera de Ingeniería Química para la elaboración de su trabajo de tesis.

Se realizarán dos pruebas piloto para comprobar el funcionamiento del sistema de muestreo y la técnica analítica.

Una vez implementado el método de muestreo y análisis se procederá a elaboración del guión con instrucciones claras, sencillas y precisas para que los alumnos puedan realizar la practica con éxito. El guión incluirá un cuestionario para evaluar los conocimientos adquiridos en la realización del guión.

Como se mencionó, el proyecto permitirá apoyar a un alumno de la carrera de Ingeniería Química para su trabajo de tesis. Además de presentar un cartel en el 36º Congreso Nacional de Educación Química de la Sociedad Química de México del año 2017, donde se presentara el trabajo realizado para la implementación del sistema y su apoyo a la docencia.

Referencias