Tipos de subproductos de la desinfección

Tipos de subproductos de la desinfección

Se han descubierto varios tipo de subproductos de la desinfección. Todos los desinfectantes químicos provocan la formación de subproductos. Sin embargo no todos estos compuestos que se forman son investigados detenidamente.
Cuando se utiliza cloro para la desinfección, se generan cientos de subproductos de la desinfección. La composición del agua determina cuales son estos productos que se generan. El contenido de carbón orgánico total (Total Organic Carbon (TOC) indica el nivel de desinfección y la concentración de subproductos de la desinfección que se forman debido a la utilización de productos químicos para la desinfección.
Los subproductos de la desinfección pueden ser volátiles e hidro-fobicos. También existe subproductos no volátiles e hidrofilicos, que incluyen sustancias clorinadas y no-clorinadas aromáticas y sustancias alifáticas. Se debe llevar a cabo mas investigación en referencia a los subproductos clorinados de la desinfección, porque el cloro es un producto muy extendido para su utilización como desinfectante en aguas destinadas a consumo humano.

Que son los trihalometanos?

Trihalometanos (CHX3) han sido de los primeros compuestos descubiertos que se forman a consecuencia de la cloronizacion de las aguas. Estas sustancias se forman durante la desinfección con cloro y desinfección mediante desinfectantes clorinados. Los trihalometanos se subdividen en triclorometanos (cloroformo, CHCl3), bromo diclorometano (BDCM, CHBrCl2), cloro dibromometano (CHBr2Cl) y tribromometano (CHBr3).
A pesar de que estas sustancias consisten tanto en metanos clorinados o bromados, las reacciones que se suceden tienen lugar entre el cloro y el metano. Estas sustancias se forman durante las reacciones entre el cloro y materia orgánica en el agua.

La concentración de trihalometanos en las aguas superficiales durante el verano supera la concentración en invierno debido al aumento en la temperatura y la cantidad de materia orgánica presente. Las concentraciones de trihalometanos en el agua superficial normalmente es mayor que la que se encuentra en las aguas subterráneas debido a la variación de materia orgánica presente en el agua.
En presencia de bromo, hay una mayor tendencia a la generación de tribromometanos.
En ensayos de laboratorio se determina que los trihalometanos se forman por reacciones entre acetona (que es un subproducto del ozono) y cloro. Acetona se oxida a tricloroacetona. Cuando los valores de PH son altos, se pueden generar cloroformo por la hidrólisis de la acetona.

Mecanismos de reacción:
CH3COCH3 + HOCl -> CH3COCCl3
CH3COCCl3 + H2O -> CH3COOH + CHCl3


Cuando hay bromo presente, se genera acetona brominada y genera trihalometanos brominados. Los trihalometanos se generan durante las reacciones de hidrólisis de varios subproductos de la desinfección trihalogenicos y productos de transición, como triahalonitrilos, trihaloacetildehidos y ácidos acéticos trihalo brominados.

Qué efectos para la salud causa los trihalometanos?
Trihalometanos causan daños al hígado, riñones y sistema nervioso central. Son considerados cancerigenos.

Estándares legales para los trihalometanos
En los EE.UU. los estándares para la reducción de 100 a 80 μg/L en el ‘etapa 1, norma para desinfectantes y subproductos de la desinfeccion’. (EPA, 2001)

La Organización Mundial para la Salud ha considerado los distintos tipos de trihalometanos como se detalla a continuación:

- Bromuro diclorometano (BDCM) - 60 μg/L
- Bromoformo - 100 μg/L
- Cloroformo - 200 μg/L
(OMS, 2001)

Que son ácidos halo acéticos?
Ácidos haloacéticos (HAA) son subproductos de la cloronizacion importantes. Consisten en tres átomos de hidrogeno fijados a un grupo COOH. Átomos-H de los ácidos haloacéticos son reemplazados parcialmente por átomos halogenados. HAA son compuestos no-volátiles. HAA pueden encontrarse ocasionalmente en el agua en mayores concentraciones que los trihalometanos (THM) en función del PH del agua. Cuando el PH es bajo, existe mayor formación de HAA que a mayores PH a los que se forma mas THM.

La composición de materia orgánica presente de manera natural también determina la concentración de HAA y THM. Al igual que los THM, las concentraciones de HAA en aguas superficiales en verano es mayor que en inverno y la concentración de HAA en las aguas superficiales supera a aquella que esta presente en las aguas subterráneas.

HAA se pueden formar durante las reacciones entre acetona y cloro. Cuando los valores de PH son bajos, tricloroacetona es oxidado en tetra-, penta, y hexacloroacetona. Cuando estos compuestos se hidrolizan se forman mono-,di-, y tricloro ácidos acéticos.

Mecanismos de reacción:

CH3COCCl3 + HOCl -> CHCl2COCCl3
CHCl2COCHCl3 + H2O -> CHCl2COOH + CHCl3


Efectos para la salud de los ácidos halo acéticos
Aumentan el riesgo de cáncer

Estándares de los ácidos halo acéticos
En los EE.UU. la EPA ha establecido como estándar 80 μg/L de los ácidos haloacéticos. (EPA, 2002). La OMS no ha determinado ningún estándar para los ácidos halo acéticos (OMS, 2004)

Que son los haloacetonitrilos (HAN), halo-aldehídos y haloketones?
Estos subproductos de la desinfección están presentes en menores cantidades que los trihalometanos (THM) y ácidos haloacéticos (HAA). Estos compuestos normalmente se forman inmediatamente durante la desinfección del agua, pero se descomponen rápidamente mediante reacciones de hidrólisis o reacciones con desinfectantes residuales. Los compuestos pueden ser también productos de la reacciones de otros subproductos desinfectantes como los THM y HAA y no hay diferencia entre las concentraciones de verano e invierno.
Los haloacetonitrilos se forman durante la reacción entre el cloro y acetonitril. Cuando el tiempo de reacción del desinfectante en el agua es bajo, estos subproductos de la desinfección se descomponen.
Tricloro acetaldehído y compuestos aldehídos brominados son el segundo grupo de subproductos de la desinfección imaginables. Mono y dicloro acetaldehídos se pueden formar durante la desinfección, pero se oxidan inmediatamente a forma tricloro acetaldehído. Acetaldehído son subproductos de la desinfección por ozono. Cuando el ozono se combina con el cloro, se forman trihaloacetaldehidos.

El mecanismos entre el acetaldehído y cloro:
CH3CH + HOCl -> CCl3CHO

Que es MX?
En 1986 un nuevo subproducto de la desinfección fue descubierto; 3-cloro-4(dichloromethyl)-5-hydroxy-2(5H) furano, de otra manera llamado MX. Sobre 30% del total de actividad mutagénica en agua puede ser acreditado a estos subproductos de la desinfección. MX es un compuesto presente en agua, y debido a su actividad y riesgo para la salud, OMS lo ha incluido en la lista de sustancias potencialmente peligrosas para la salud humana. No existen guías para MX disuelto, debido a la falta de información toxicología de esta sustancia. En la tercera edición de OMS Guía de Agua Potable (1997) se establece una concentración máxima de 1,8 μg/L MX como recomendable. .

Otros subproductos de la desinfección formados normalmente durante la cloronización del agua son los halonitrometanos, halofenoles y halofuranos.

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