SLAC Environment, Safety, and Health ManualChapter Error! Nombre desconocido de propiedad de documento.: Laboratory Standard Operating Procedure TemplateCentro del Agua y Desarrollo Sustentable (CADS)Escuela Superior Politcnica del Litoral (ESPOL) SOP 002| Laboratorio de Ecologa Aplicada y Evaluacin Ambiental

CENTRO DEL AGUA Y DESARROLLO SUSTENTABLEProcedimiento de Operacin Estndar (SOP)

DETERMINACIN DEL CONTENIDO ORGNICO EN SUELOS O SEDIMENTOS MEDIANTE PRDIDA POR IGNICIN O CALCINACINSOP ID: 002 | Fecha de elaboracin: 05 de Diciembre de 2014 | ltima revisin: Error! Nombre desconocido de propiedad de documento. | URL: http://www.cads.espol.edu.ec/laboratorio/sop/002

Nombre corto del ProcedimientoDeterminacin del Contenido Orgnico

Elaborado por

Fecha de elaboracin05/Diciembre/2014

Revisado por

Fecha de revisin

Aprobado porLuis Domnguez

Fecha de aprobacin

Laboratorio en el que se aplicaLaboratorio de Ecologa Aplicada y Evaluacin Ambiental

ID del procedimiento002

1.Propsito y descripcin del mtodo

Para la determinacin del humus o materia orgnica muerta hay varios mtodos, si es un suelo con un alto contenido de arena se aplica la calcinacin a una temperatura promedio de 500 600C, aplicando este mtodo se puede obtener resultados de manera simple y rpida. (Steubing, Godoy, & Alberdi, 2001).

El mtodo por ignicin o calcinacin para la determinacin de la materia orgnica implica la destruccin climatizada de toda la materia orgnica en el suelo o sedimento. Un peso conocido de la muestra se coloca en un crisol de cermica (o recipiente similar) que luego se calienta un promedio de 6 a 8 horas entre 350 y 440C. (Nelson y Sommers, 1996; ASTM, 2000.: Blume et al, 1990). La muestra se enfra a continuacin en un desecador y se pesa. Contenido de materia orgnica se calcula como la diferencia entre los pesos inicial y final de la muestra dividido por el peso de la muestra inicial multiplicado por 100% veces. Todos los pesos deben corregirse, no debe contener humedad o agua antes de calcular el contenido de materia orgnica, a continuacin se muestra la interpretacin de los resultados de materia orgnica.

La temperatura por el mtodo de calcinacin debe mantenerse por debajo de 440C para evitar la destruccin de los carbonatos inorgnicos que pueden estar presentes en la muestra. Una preocupacin con esta tcnica es que algunos minerales de arcilla se pierda agua estructural (es decir, agua que es parte de su matriz) o grupos hidroxilo a las temperaturas usadas para la combustin de las muestras. La prdida de agua estructural aumentar el total de la prdida de peso de la muestra que lleva a una sobreestimacin en el contenido de materia orgnica. Uno de los medios posibles para evitar este problema es a travs de la pre-tratamiento de la muestra a travs de la eliminacin de la materia mineral usando HCl y cido HF. (Nelson y Sommers, 1996).

El mtodo de "prdida por ignicin" para la determinacin del contenido orgnico es ms aplicable a aquellos materiales identificados como turbas, lodos orgnicos y suelos que contengan materia vegetal relativamente no descompuesta ni deteriorada o materiales de plantas frescas como madera, races, pasto o materiales carbonceos como lignito, carbn, etc.

2.Consideraciones de salud y seguridad

PeligrosSe considera que el analista debe respetar en todo momento las buenas prcticas de laboratorio durante la ejecucin del presente procedimiento.

Este procedimiento conlleva el uso de mufla y estufa, el cual es un equipo que alcanza temperaturas de 440 c para este procedimiento, por ende la liberacin de gases txicos e irritantes para las vas respiratorias y los ojos. Por esta razn los pasos de este procedimiento que involucren la exposicin del analista al uso de la mufla debern ser realizados en la campana de extraccin. Haga uso de guantes, mandil y gafas de proteccin al manipular cualquier sustancia qumica.Informacin adicional acerca de los qumicos que sern utilizados puede ser encontrada en sus respectivas hojas tcnicas de seguridad mdica en la carpeta amarilla MSDS que se encuentra en el archivador del laboratorio.

Entrenamiento requeridoEl presente procedimiento requiere que el analista cuente con un entrenamiento bsico en tcnicas de laboratorio. Deber adems ser entrenado en el correcto uso de la mufla, estufa y dems equipos empleados (ej. Desecador, Balanza Analtica). El encargado del laboratorio ser el responsable de proveer este entrenamiento.

Medidas de respuesta a accidentes y emergencias El lavador de ojos se encuentra en La ducha esta en El botiqun de primeros auxilios est sobre el mueble central de trabajo El kit para control de derrames qumicos esta en El extintor est a la salida del laboratorio Hay un botn para activar la alarma de incendio a la bajada de los laboratorios Ante una emergencia, los nmeros de emergencia estn en la pared junto a la entrada.

3.Materiales necesarios

MaterialesNotasInformacin para pedidosCosto referencial

MuflaQue sea capaz de mantener una temperatura contina de 440 10 C.

HornoDebe ser capaz de mantener temperaturas de 105 5 C.

DesecadorCon un desecante efectivo, es muy usada la slice gel para este fin.

Balanza AnalticaDe 1200g de capacidad y con una sensibilidad mnima de 0.01g.

RefrigeradorDebe ser capaz de mantener temperaturas de 4 2 C.

Campana de extraccinVerificar funcionamiento antes de su uso

Agua destiladaObtenida del Laboratorio de Servicios Generales del DCQA

Pinzas Grandes para crisolManipulacin de crisoles

CrisolDe porcelana, de 30 a 50 ml de capacidad.

Guantes TrmicosManipulacin a altas temperaturas en la mufla

Guantes de NitriloProteccin personal y evitar contaminacin de muestras

EsptulaTomar cantidad de muestra requerida para el anlisis

BandejasPueden ser de porcelana, metlicos a prueba de moho o de vidrio.

Fundas Hermticas o FrascosGuardar la muestra en campo y almacenamiento en laboratorio

Pala de PonarVerificar funcionamiento antes de su uso

Cuerda o SogaVerificar tamao y resistencia antes de su uso

Molde de AluminioTomar cantidad de muestra requerida para el anlisis

4.Almacenamiento, preservacin y disposicin de la muestra

4.1 Almacenamiento y preservacinToma de la muestra en campo

La muestra de sedimentos se puede tomar usando una draga, pistn o una esptula dependiendo de la accesibilidad o disponibilidad de equipos. Cuando se usa una esptula, se toma la muestra en las orillas del rio o laguna usando una esptula, as como se debe colocar la cantidad suficiente en fundas hermticas. Cuando se usa una draga o pistn para tomar muestras de sedimentos adicionalmente se necesitara una cuerda para manipular la draga y un bote para llegar al sitio de muestreo que generalmente suele ser al centro del rio o laguna. Asegurar que la draga o pistn este correctamente sujeta al bote, adems, el cabo de la draga debe tener la longitud de acuerdo a la profundidad del cuerpo de agua que se est analizando. Lanzar la draga o pistn asegurndose de que haya recogido el sedimento en el fondo del cuerpo de agua. La cantidad de lanzamientos depender de la cantidad de sedimentos que se obtuvieron en cada lanzamiento. Una vez que se sube la draga o pistn, colocar inmediatamente la muestra de sedimentos en el recipiente, para de esta manera evitar perdida de muestra. Se recomienda usar Colocar la cantidad suficiente de cada muestra en fundas hermticas, previamente rotuladas usando marcadores; luego cerrar las fundas sin que estas contengan aire. Almacenar las muestras en hieleras, equipadas con ice pack para mantener las muestras a una temperatura de 4C.

Almacenamiento y Preservacin de la muestra en laboratorio

Una vez que se ha tomado la muestra, para el almacenamiento se debe guardar en un contenedor apropiado y rotulados: bolsa de papel o plstico, o bote de plstico, fundas hermticas por ejemplo y mantenerse tanto como sea posible en su estado original, evitando cualquier tipo de contaminacin y de transformacin, y esto se debe hacerlo en un congelador que sea capaz de mantener una temperatura aproximada de 4C. Aqu tenemos 3 opciones para preservar las muestras dependiendo del tipo de estudio, espacio en las instalaciones del laboratorio, disponibilidad de materiales y equipos:

NMatrizContenedorPreservacinVolumenTiempo deconservacin

1Sedimentoo SueloFunda Hermtica o Botella Plstica /VidrioCongelacin (-15C)1 Kg6 meses

2Sedimentoo SueloFunda Hermtica o Botella Plstica /VidrioRefrigeracin (4C)1 Kg48 horas

3Sedimentoo SueloFunda Hermtica o Botella Plstica /VidrioTemperatura Ambiente(Secar)1 Kg6 meses

En el laboratorio el primer paso para la mejor conservacin de la muestra es el secado al aire, bien esttico o dinmico, pero en cualquier caso no calentado previamente. La temperatura del aire no debe pasar de los 35C (con humedades relativas menores del 60%), porque a mayores temperaturas puede ocasionar cambios drsticos en algunas caractersticas fsicas y qumicas del suelo o sedimento. El secado conduce normalmente a aumentar la cementacin, lo que puede afectar despus al anlisis granulomtrico. Si tiene lugar adems a alta temperatura puede producir cambios en el estado de oxidacin de los elementos (Fe2+ por ejemplo) y en el potasio de cambio, y la forma de presentarse el N y el P, as como producir ciertas reacciones microbiolgicas. Estas transformaciones sern ms importantes cuanto ms tiempo dure el secado.Para secar una muestra, en la misma funda hermtica se debe extender en el molde de aluminio y destruir con cuidado los agregados groseros que se detecten a simple vista, por ejemplo con rodillos de madera o maza de mortero de caucho. Una muestra debe estar hmeda el menor tiempo posible porque se considera que en general en una muestra seca se reducen las reacciones qumicas y bioqumicas al mnimo, evitando que tales reacciones sean una posible fuente de error.*Para acelerar el proceso de secado de la muestra y dependiendo de los parmetros a analizar se puede hacer uso de una estufa u horno y hacerlo a una temperatura no mayor a 60c.**En general es recomendable que las muestras se analicen tan pronto como sea posible, en caso contrario deben conservarse en refrigeracin a 4C o en el congelador a -15C.

4.2 DisposicinEn el caso 1 y 2, para disposicin de las muestras en congelacin o refrigeracin se las mantiene en Funda Hermtica o Botella Plstica /Vidrio a la temperatura ideal y en la Refrigeradora o Congelador hasta su posterior anlisis.Para el caso 3, una vez seca la muestra de la puede mantener en lugar fresco y seco a temperatura ambiente o bien se puede pasar a la fase de preparacin realizada antes del anlisis (homogenizacin, molienda, tamizado y reduccin del tamao).

5.Descripcin del mtodo

5.1 Lmite de deteccin del mtodoPorcentaje de Contenido Orgnico Voltil

5.2 InterferenciasPresencia de detritos como madera, rocas, plsticos, huesos, etc.

5.3 Antes del anlisisMuestra Congelada

Se debe trasladar la muestra congelada (-15c) a una refrigeradora a 4c para evitar cambios bruscos de temperatura y una fcil manipulacin posterior de la misma para su anlisis.

Muestra Refrigerada

Se debe homogenizar la muestra y luego secar a temperatura ambiente o en una estufa con un temperatura que no supere los 60C, mientras se va secando se recomienda irla fisurando y rompiendo para tener un secado ms rpido secado, evitar bloques duros, e ir removiendo detritos que se vallan localizando.

Muestra Seca

La muestra hay que homogenizarla bien y retirar en lo posible los detritos que se observen durante este proceso de homogenizacin, molienda y reduccin del tamao de partculas por diferentes tcnicas.

5.3 Mtodo de anlisisPROCEDIMIENTO

Las mediciones que se obtendrn en el laboratorio deben ser anotadas en un libro de laboratorio o bitcora en la que deben constar datos tales como cdigo de la muestra, fecha en la que fue tomada la muestra, nmero del crisol, pesos, etc. A continuacin se muestra un ejemplo de tabla que puede ser usada para registrar datos:

La columna correspondiente a PESO CRISOL + MUESTRA HMEDA sirve para determinar porcentaje de humedad de la muestra, que si bien es cierto no es una dato necesario para calcular contenido orgnico de la muestra, pero ser una dato adicional que servir como referencia.

A continuacin se muestra el procedimiento seguido para el desarrollo de este ensayo:

1.1. Preparacin de los materiales

Previo al desarrollo del ensayo se deben rotular los crisoles de preferencia con un nmero escrito a lpiz. Todos los crisoles deben tener un nmero diferente para evitar confusiones. Antes de usar los crisoles, estos deben ser lavados para luego ser secados en un horno a 100C por 15 minutos para eliminar cualquier contenido de humedad. Ya secos, se deben conservar en el desecador previo a su uso. La balanza debe de estar nivelada, calibrada y encerada antes de usarla.

Balanza encerada Balanza nivelada

Asegurarse de que la silica gel del desecador este de un color azul intenso, si no es as remover la silica gel del desecador y colocarla en un vaso de precipitacin para luego colocarla en el horno a una temperatura de 100C por toda la noche o hasta que adquiera la coloracin recomendada.

Silica gel secada en el hornoColocacin de la silica gel en el desecador

Usar mascarilla y guantes al manipular la silica gel.

1.2. Muestra representativa

Descongelar la muestra y colocar en el refrigerador un da antes del anlisis, luego dejar reposar al ambiente hasta que adquiera la temperatura ambiente o hasta que adquiera una consistencia manejable. Luego, se debe homogenizar la muestra con el uso de un recipiente plstico y una paleta de la siguiente manera: Colocar la mayor parte de la muestra como sea posible en un recipiente plstico, con el uso de una paleta de madera realizar movimientos circulares, con el objetivo de obtener una muestra homognea. Una vez homogenizada la muestra se procede a sacar del desecador el crisol que previamente ha sido secado y rotulado, para luego llenarlo con mnimo 50g de muestra. No tomar objetos ajenos a la muestra tales como basura u objetos muy voluminosos.Se recomienda obtener rplicas de cada muestra para luego poder comparar resultados. Dependiendo de la disponibilidad de materiales sera ideal analizar por lo menos una rplica por cada muestra.

1.3. Secar la muestra a 105C

Cuando ya se ha obtenido el crisol con la muestra, lo tomamos con una pinza y lo pesamos, este dato se anota en la fila PESO DEL CRISOL + MUESTRA HUMEDA (Este solo nos servir para obtener el porcentaje de humedad de la muestra). Llevar el crisol al horno con el uso de una pinza a una temperatura de 105C, por 17 horas o hasta que no haya cambios en su peso a la temperatura indicada. Una vez transcurrido el tiempo de secado, sacar el crisol y colocarlo en el desecador durante un tiempo de 60 minutos o hasta que alcance la temperatura ambiente.El nmero de muestras que se podrn analizar simultneamente depender de la disponibilidad de materiales y espacio tanto en el horno como en la mufla.

Crisol en el desecador

Llevar el crisol del desecador a la balanza, previamente encendida y calibrada, mediante el uso de una pinza. Observar el dato de masa y anotarlo en la columna PESO DEL CRISOL + MUESTRA SECA para el uso posterior en los clculos, luego colocar el crisol nuevamente en el desecador.

1.4. Calcinar la muestra a 440C

Llevar el crisol del desecador a la mufla durante un tiempo de 8 horas a una temperatura de 440C,

Procurar colocar la muestra dentro del horno antes de encenderlo para que esta aumente gradualmente de temperatura, ya que el cambio brusco de temperatura podra alterarla.Es recomendable monitorear a la muestra durante su estancia en mufla (durante los primeros minutos por lo menos) ya que debido a las altas temperaturas, el crisol o la muestra de sedimentos podran reaccionar (si hay presencia de materiales inflamables o crisoles fisurados).

Luego de que ha trascurrido el tiempo de la muestra en la mufla, sacar la muestra y colocarla en el desecador durante un tiempo de 120 minutos o hasta que alcance la temperatura ambiente.

Crisoles en la muflaCrisoles en el desecador luego de la mufla

Colocar el crisol en la balanza, observar el dato de masa y anotarlo en la columna PESO CRISOL + MUESTRA CALCINADA.

References: D 2974-00. Standard Test Methods for Moisture, Ash, and Organic Matter of Peat and Other Organic Soils. United States.

8.Documentacin adicional

Literatura recomendada.-

Steubing, L., Godoy, R., & Alberdi, M. (2001). Mtodos de ecologa vegetal (Primera edicin ed.). Santiago de Chile, Chile: Editorial Universitaria, S.A. Blume, L.J., B.A. Schumacher, P.W. Shaffer et al. 1990. Handbook of Methods for Acid Deposition Studies Laboratory Analyses for Soil Chemistry. U.S. Environmental Protection Agency, Las Vegas, NV Nelson, D.W. and L.E. Sommers. 1996. Total carbon, organic carbon, and organic matter. In: Methods of Soil Analysis, Part 2, 2nd ed., A.L. Page et al., Ed. Agronomy. 9:961-1010. Am. Soc. of Agron., Inc. Madison, WI.

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