CURSO SOLUCIONES A LA CONTAMINACIÓN DE

SUELOS Y ACUIFEROS

Tema Remediación de suelos contaminados con arsénico, plomo y cadmio

Dr. Francisco Martín Romero Instituto de Geología, UNAM

Remediación de suelos contaminados por la industria metalúrgica 1926 - 2010

1926

2010

Contaminantes prioritarios As, Cd y Pb

Cadmio (Cd) y Plomo (Pb): Metales pesados Arsénico (As (As): Elemento de frontera (entre Metales y No metales)

Disuelto en agua: Cd2+, Cd(OH)20, CdCO3

0, CdSO40

Como sólido: CdS, CdSO4, CdCO3, Cd(OH)2, CdO

FeOCd

Disuelto en agua: Pb2+

Como sólido: PbS, PbSO4, PbCO3, Pb(OH)2, PbO

FeOPb

Disuelto en agua:

As (V): H2AsO4-, HAsO4

2- and AsO43-

As (III): H3AsO30, H2AsO3

-, HAsO32-

Como sólido: FeAsS, M3(AsO4)2 (M = metales divalentes)

FeH2AsO4

Zona No saturada: Sólido (1) + agua (2) + aire (3)

Zona saturada: Sólidos (1) + agua (2)

1

3

2

1

2

Especies disueltos en agua Cd2+, Cd(OH)2

0, CdCO30, CdSO4

0

Pb2+

As (V): H2AsO4-, HAsO4

2- and AsO43-

As (III): H3AsO30, H2AsO3

-, HAsO32-

Especies solidas (precipitación y/o sorción) CdS, CdSO4, CdCO3, Cd(OH)2, CdO, FeOCd

PbS, PbSO4, PbCO3, Pb(OH)2, PbO, FeOPb

FeAsS, M3(AsO4)2 (M = metales divalentes), FeH2AsO4

Concentración geodisponible : Fracción o porcentaje de la concentración total que corresponde a iones disueltos y/o partículas de tamaño pequeño (<0,45 micrómetros), que pueden moverse a través de los poros del sedimentos, suelo y subsuelo, y representar un riesgo potencial para los cuerpos de agua y por lo tanto al medio ambiente.

Concentración biodisponible: Fracción o porcentaje de la concentración total que está disponible para ser absorbida por cualquier organismo vivo a través de las diferentes vías de exposición, como la ingestión oral específicamente para los metales pesados

Concentración total: Suma de las concentraciones de la fracción sólida y fracción disuelta

En el caso de los metales pesados y arsénico….

En la literatura especializada se ha reportado que la toxicidad de cualquier contaminante, incluidos los metales pesados y arsénico, depende de la geodisponibilidad y biodisponiblidad de las fases sólidas a las que están asociados (Davis et al. 1996, Traina et al, 1998, Basta y Gradwohl 2000, Marín et al. 2001). Esto implica que la fracción de los metales pesados y arsénico que podrían representar un riesgo real para los diferentes receptores del ecosistema es, en general, la que corresponde a la fase disuelta (Ge et al. 2000).

5.6 Criterios para la remediación de suelos. 5.6.1 La remediación tiene por objeto eliminar o reducir la concentración de los contaminantes, o el control de los mismos dentro de parámetros que no pongan en riesgo a la salud y al ambiente, lo cual se puede llevar a cabo a través de: a. Disminuir las concentraciones de los contaminantes de manera permanente. b. Disminuir la bioaccesibilidad y/o solubilidad de los contaminantes. c. Evitar la dispersión de los contaminantes en el ambiente.

Modelo conceptual del proceso de contaminación con base en estudios históricos realizados

Aplicando modelos de Riesgo a la Salud Humana se determinaron las concentraciones de remediación de As, Cd y Pb

Opciones de remediación: 1. Colectar el suelo contaminado y confinarlo CONFINAMIENTO EN FORMACIÓN GEOLÓGICAMENTE ESTABLE 2. Estabilización química: Disminuir la geodisponibilidad y biodisponibilidad

1. Colectar el suelo contaminado y confinarlo CONFINAMIENTO EN FORMACIÓN GEOLÓGICAMENTE ESTABLE

Reducir volumen de suelo contaminado a remediar SEPARACIÓN MAGNÉTICA

Susceptibilidad magnética ()

Fe - SM

r = 0.6

Fe - As

r = 0.68 Óxidos de Fe ?

con trazas de As

Estabilización química: Disminuir la

Geodisponibilidad y

biodisponibilidad

Geodisponibilidad del Cd y Pb es muy baja (< 0.15 y 0.05 mg/L) Biodisponibilidad del Pb = 5 – 25% Biodisponibilidad del Cd = 12 – 28%

Eficiencia del tratamiento en las pruebas “escala piloto”

Tratamiento

Antes del tratamiento

total, mg/kg biodisponible

mg/kg

%

biodisponible

Oxidante + BaCl2 4423 869 19.6

6225 2005.3 32.2

Después del Tratamiento

inmediato 15 días después

biodisponible

mg/kg

%

biodisp.

biodisponible

mg/kg % biodisp.

708 16 406.9 9.2

1432 23 1120.4 18

Ba3(AsO4)2………..Ksp = 10-35

BaSO4………………..Ksp = 1.8 x 10-10