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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
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Remediación de suelos contaminados por la industria metalúrgica 1926 - 2010
1926
2010
Contaminantes prioritarios As, Cd y Pb
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Cadmio (Cd) y Plomo (Pb): Metales pesados Arsénico (As (As): Elemento de frontera (entre Metales y No metales)
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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
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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
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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….
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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).
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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.
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Modelo conceptual del proceso de contaminación con base en estudios históricos realizados
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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
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1. Colectar el suelo contaminado y confinarlo CONFINAMIENTO EN FORMACIÓN GEOLÓGICAMENTE ESTABLE
Reducir volumen de suelo contaminado a remediar SEPARACIÓN MAGNÉTICA
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Susceptibilidad magnética ()
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Fe - SM
r = 0.6
Fe - As
r = 0.68 Óxidos de Fe ?
con trazas de As
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Estabilización química: Disminuir la
Geodisponibilidad y
biodisponibilidad
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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%
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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