Desenvolupament d'un analitzador automàtic per a la monitorització d'ió fosfat en aigües superficials

Abstract

La degradació de la qualitat de les aigües superficials s'ha convertit en un greu problema, tant pel negatiu impacte que aquest fet té sobre molts ecosistemes fluvials com per al seu aprofitament en nombroses activitats antropogèniques (consum humà, ús industrial i agrícola, oci, etc.). El control de la qualitat d'aquest recurs escàs ha de proveir informació que permeti establir els nivells de degradació existents, avaluar el compliment de la legislació mediambiental, verificar l'efectivitat de les mesures correctores aplicades, alertar sobre abocaments il·legals i minimitzar riscos en l'aprofitament. La complexitat en els problemes analítics que es plantegen ha portat a la definició d'un conjunt de paràmetres bàsics (indicadors de qualitat) que ens subministren una visió global de la qualitat de l'aigua en funció del seu ús posterior. <br/>Idealment, un control adequat de la qualitat exigeix disposar d'informació en temps real de l'estat del recurs. Amb aquest objectiu, és molt important el desenvolupament d'eines analítiques que ens subministrin la informació de forma automatitzada i autònoma. Aquests instruments són claus per possibilitar la implantació de xarxes d'alerta automàtica de la qualitat de l'aigua i, aquestes xarxes són imprescindibles per a la realització d'una monitorització mediambiental efectiva.<br/>Un dels problemes greus que afecten a la qualitat de l'aigua és l'eutrofització. L'eutrofització és la condició d'un sistema aquàtic a on elevades concentracions de nutrients estimulen la floració d'algues, amb els problemes que d'això se'n deriven.<br/>L'increment de la concentració de nutrients, responsable d'aquest fenomen, apareix com a resultat d'aportacions antropogèniques massives i incontrolades. Un adequat coneixement del contingut de nutrients com a indicador de la qualitat en aigües superficials ens permetrà prendre les mesures correctores necessàries per reduir els abocaments i limitar al màxim possibles episodis d'eutrofització. D'entre tots els nutrients, el fòsfor sembla ser, en la majoria dels casos, el factor limitant en l'aparició dels processos d'eutrofització.<br/>En aquest context, l'objectiu global de la present tesi és el disseny, desenvolupament i avaluació d'un analitzador automatitzat i autònom d'ió fosfat per a la monitorització continua d'aquest indicador de qualitat en aigües superficials. El desenvolupament d'aquest equip es basa en la integració de tècniques automatitzades de flux continu (FIA) amb detectors potenciomètrics i, concretament, l'ús d'elèctrodes selectius d'ions.

Degradation of natural water quality has become an important problem due to negative impact which it causes on river ecosystems, as well as the effect on its use in anthropogenic activities (human consume, industrial and agricultural uses, leisure, etc.)<br/>Quality control of these limited resources has to provide information, which allows establishing degradation limits, evaluating environmental legislation compliance, verifying the effectiveness of applied correction measurements, alert on illegal waste effluents verted and minimizing risks in its use. Complexity on mentioned analytical problems enforced us to define basic parameters (quality indicators), which provides by itself a global vision of water quality in function of its final use.<br/>For an appropriated control of water quality is necessary to obtain information in real time. For this aim is important the development of analytical tools, which sumministrate information in an automatic and autonomous operation system. These analysers allow us to implement automatic alert networks, which are necessaries for an effective environmental monitoritation.<br/>An important problem that impacts in aquatic ecosystem is eutrophication. Eutrophication is a natural process in natural water, on which, hight nutrient concentration enhances the algae growth with related problems it carries.<br/>An increase of nutrient concentration, responsible of this phenomena, appears as result of anthropogenic and incontrolled wastes. An appropriate control over nutrient concentration as a parameter indicator on natural water quality, allow us to apply the necessary control measures to reduce effluents and limiting possible eutrophication processes. In almost cases, phosphorus seems to be the limiting factor in eutrophication processes.<br/>In this context, the global aim of this Tesi is the design, development and evaluation of an automatic and autonomous analyzer for continuous monitoring of phosphate ion in natural water. Development of this instrument is based on continuous flux techniques (FIA) and potentiometric detection, concretely, on the use of ion-selective electrode.