El hierro y el manganeso presente en el agua de consumo humano presentan serios problemas para la infraestructura de redes, válvulas y micro medidores por las incrustaciones y el riesgo de formación de biopelículas al interior de las tuberías. La presencia ocasionar problemas estéticos y operativos en los sistemas de abastecimiento de agua, como el desgaste y la contaminación de redes y tuberías. Por el color, la presencia de sólidos suspendidos y sabor, los usuarios tienden a generar rechazo en especial del agua subterránea.
El hierro y manganeso presentes en las fuentes de agua subterráneas para abastecimiento público son removidos mediante un proceso no convencional de adsorción que utiliza zeolita natural tipo clinoptilolita recubierta con óxidos de manganeso, el cual se lleva a cabo en una columna de adsorción idéntica a un simple sistema de filtración.
HIERRO: El límite establecido no se basa en su acción fisiológica, ya que el uso de aguas que contienen varios miligramos de este elemento es corriente e incluso aconsejado por los médicos, sino en su sabor y desagradable, en su aspecto, en los inconvenientes de manchar los tejidos y artefactos sanitarios.
El hierro es un constituyente normal del organismo humano (forma parte de la hemoglobina). Por lo general, sus sales no son tóxicas en las cantidades comúnmente encontradas en las aguas naturales.
La presencia de hierro puede afectar el sabor del agua, producir manchas indelebles sobre los artefactos sanitarios y la ropa blanca. También puede formar depósitos en las redes de distribución y causar obstrucciones, así como alteraciones en la turbiedad y el color del agua.
Tiene gran influencia en el ciclo de los fosfatos, lo que hace que su importancia sea muy grande desde el punto de vista biológico. En la naturaleza se presenta en dos formas: asimilable y no asimilable En las aguas superficiales, el hierro puede estar también en forma de complejos organoférricos y, en casos raros, como sulfuros. Es frecuente que se presente en forma coloidal en cantidades apreciables.
Las sales solubles de hierro son, por lo general, ferrosas (Fe II) y la especie más frecuente es el bicarbonato ferroso: Fe (HCO3)2.
En contacto con el oxígeno disuelto en el agua, las sales ferrosas se convierten en férricas por oxidación y se precipitan en forma de hidróxido férrico.
Esta precipitación es inmediata con un pH superior a 7,5.
Con un pH mayor de 2,2, el hidróxido férrico es insoluble. El ion ferroso lo es con un pH mayor de 6. De acuerdo con ello, las aguas subterráneas —que, por estar fuera del contacto con el aire, se encuentran en un medio natural fuertemente reductor— podrán tener en solución cantidades notables de hierro ferroso.
Este metal en solución contribuye con el desarrollo de microorganismos que pueden formar depósitos molestos de óxido férrico en la red de distribución.
La remoción del hierro de las aguas crudas superficiales es relativamente fácil con los procesos comunes de remoción de la turbiedad, mediante los cuales su concentración puede bajar de 10 mg/L a 0,3 mg/L, que es la concentración recomendada para el agua de consumo. Sin embargo, es posible que haya problemas si el hierro está presente en complejos orgánicos inestables.
Por consideraciones de sabor y debido a que los tratamientos convencionales pueden eliminar el hierro en estado férrico pero no el hierro soluble Fe (II), las guías de calidad de la OMS y del Canadá recomiendan que en las aguas destinadas al consumo humano no se sobrepase 0,3 mg/L de hierro.
MANGANESO: El manganeso es un elemento esencial para la vida animal; funciona como un activador enzimático. Sin embargo, grandes dosis de manganeso en el organismo pueden causar daños en el sistema nervioso central.
Su presencia no es común en el agua, pero cuando se presenta, por lo general está asociado al hierro.
Comúnmente se encuentra en el agua bajo su estado reducido, Mn (II), y su exposición al aire y al oxígeno disuelto lo transforma en óxidos hidratados menos solubles.
En concentraciones mayores a 0,15 mg/L, las sales disueltas de manganeso pueden impartir un sabor desagradable al agua.
La presencia de manganeso en el agua provoca el desarrollo de ciertas bacterias que forman depósitos insolubles de estas sales, debido a que se convierte, por oxidación, de manganoso en solución al estado mangánico en el precipitado.
Esta acción es similar en el hierro.
Por lo general, en el agua es más difícil de controlar el manganeso que el hierro. Su remoción se realiza formando sales insolubles, para lo cual, en muchos casos, es necesario el uso de oxidantes y un pH alto.
Las Guías de Calidad para Aguas de Consumo Humano de la OMS establecen como valor provisional 0,5 mg/L, pero las Guías de Calidad para Agua de Bebida del Canadá recomiendan una concentración diez veces menor: 0,05 mg/L, por consideraciones principalmente relacionadas con el sabor y el olor del agua.
AMONIO: Es el producto final de la reducción de las sustancias orgánicas e inorgánicas
Nitrogenadas y debe su origen a los siguientes factores:
• El nitrógeno atmosférico, por fijación química.
• Las proteínas animales o vegetales, por putrefacción mediante acción bacteriana.
• La reducción de nitritos.
El amoniaco se encuentra en cantidades notables cuando el medio es fuertemente reductor. En un medio oxidante, el ion amonio se transforma en nitrito.
Se le considera un constituyente normal de las aguas superficiales y está íntimamente relacionado con descargas recientes de desagües. Cuando su concentración es mayor de 0,1 mg/L (como N), podría constituirse en un indicador de contaminación por aguas residuales domésticas o industriales.
El amoniaco en las aguas residuales es producido en su mayor parte por la eliminación de compuestos que tienen nitrógeno orgánico y por la hidrólisis de la urea o úrea. En casos menos frecuentes, se puede producir por reducción de nitratos en condiciones anaeróbicas.
El amoniaco es un micronutriente para microorganismos y algas en los sistemas de distribución. Su presencia en el agua favorece la multiplicación de estos.
Este compuesto influye en los procesos de desinfección con cloro e incrementa su demanda debido a la formación de cloramidas.
Por lo general, la eliminación del amoniaco a concentraciones altas se realiza mediante la oxidación con cloro.
Como los nitratos y los nitritos, su presencia se vincula con materias orgánicas en descomposición, tales como residuos de animales.
Dado que el grado de oxidación va aumentando de amoníaco a nitritos y de estos a los nitratos, se puede decir que si un agua tiene nitratos, la contaminación es lejana, pues ha habido tiempo para una oxidación completa; en cambio la presencia de nitritos y amoníaco sería un índice de contaminación cercana, sin tiempo suficiente para la oxidación y por lo tanto existiría el peligro de la presencia de bacterias patógenas.
