Alcalinidad del agua
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La alcalinidad del agua es la capacidad del agua para aceptar iones H+; es decir, es un parámetro que determina la capacidad amortiguadora de una muestra de agua natural.[1] A diferencia del pH, que indica si una solución es ácida o básica, la alcalinidad expresa cuánto ácido puede absorber una solución sin cambiar el pH de forma drástica. Se puede definir como una medida de su capacidad para neutralizar ácidos.[2] En las aguas naturales, esta propiedad se debe principalmente a la presencia de ciertas sales de ácidos débiles, generalmente derivadas del ácido carbónico aunque también puede contribuir la presencia de otras bases débiles y fuertes, especialmente en aguas contaminadas.
Una característica relevante de las aguas naturales es la presencia en ella de importantes cantidades de especies químicas de carbono inorgánico. Parte de este carbono inorgánico procede de los procesos de respiración de los organismos vivos y de la disolución de dióxido de carbono de la atmósfera. Sin embargo, la parte más importante procede de la disolución de carbonatos procedentes del suelo y de las rocas (principalmente caliza y magnesita).[3]
![{\displaystyle {\mathrm {MgCa} (\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {s} ){}+{}2\,\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} ){}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}4\,\mathrm {HCO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\vphantom {A}}^{-}{}+{}\mathrm {Ca} {\vphantom {A}}^{2+}{}+{}\mathrm {Mg} {\vphantom {A}}^{2+}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ae72494facb0095dc9f526a7d6f01f5f84adc22d)
De esta manera, mientras que los iones Ca2+y Mg2+ son los principales contribuyentes de la dureza del agua, el ion bicarbonato es el principal causante de la alcalinidad del agua, puesto que, de acuerdo con la reacción anterior, se forma fácilmente por la acción del dióxido de carbono atmosférico sobre los materiales constitutivos de los suelos en presencia de agua. Otros compuestos presentes en aguas naturales y residuales también pueden contribuir ligeramente a la alcalinidad. Por ejemplo, el amoníaco y las sales de ácidos inorgánicos débiles, como boratos y fosfatos, pueden contribuir a la alcalinidad, al igual que las sales de ácidos orgánicos (p. ej., húmico, acético y propiónico).[4] Los silicatos también pueden contribuir de forma significativa a la alcalinidad total de las aguas naturales, debiendo su presencia esencialmente a la meteorización de feldespatos. En el agua natural también están presentes otros aniones mayoritarios, además de carbonatos y bicarbonatos, provenientes de la disolución de sales minerales, como los sulfatos y cloruros. Estos aniones, al provenir de ácidos fuertes no tienen reacción alcalina por lo que no tienen incidencia en la alcalinidad del agua. En general podría decirse que en promedio el 80 % de la alcalinidad de un agua natural proviene de la disolución de rocas carbonatadas, en tanto que el 20 % restante se origina por la meteorización de alumino-silicatos (arcillas y feldespatos).
La principal característica de las aguas con un alto contenido en bicarbonatos y otros aniones procedentes de ácidos débiles, es que forman sistemas amortiguadores del pH, por lo que se ve menos afectada por la presencia de sustancias ácidas, tanto de origen natural como por contaminación (vertidos, lluvia ácida, etc.). Esto tiene una gran importancia desde el punto de vista medioambiental, pues evita los daños que sobre la flora y fauna acuática puede producir cambios bruscos del pH del medio, sobre todo los descensos de pH. Téngase en cuenta que la mayoría de las especies presentes en el agua no soportan pH's ácidos. A título de ejemplo, los salmones empiezan a desaparecer a pH por debajo de 6.5, las percas por debajo de pH 6.0 y las anguilas a pH inferior a 5.0. La erradicación de alguna de las especies en un cuerpo de agua puede llegar a producirse por un cambio de poco más de una unidad de pH.[5] Por consiguiente, la alcalinidad de las aguas naturales permite determinar la capacidad tamponadora de un agua natural a la vez que permite estimar la fertilidad de un agua, pues a partir de su valor se puede estimar el contenido de carbono inorgánico disuelto y la extensión de la fotosíntesis y el crecimiento de la biomasa en un reservorio natural.[3]
