SEDIMENTOS DEL RIO RECONQUISTA: Evaluación del potencial de acidificación, liberación de metales y posibilidades de remediación.

Los niveles de contaminación por Cr, Cu, Zn, Pb superan los valores de seguridad para sedimentos obtenidos de niveles guía para varios paises. Los ensayos cinéticos confirman la posibilidad de que ocurra drenaje ácido en Se torna imprescindible la necesidad de realizar este tipo de análisis antes de manipular y disponer los sedimentos anaeróbicos contaminados . References: U. Förstner, “Traceability of sediment analysis”, Trend. Anal. Chem. 23 (2004) 217-236; Di Nanno, M. P., Curutchet, G. And Ratto, S. (2007) ‘Anaerobic sediment potential acidification and metal release risk assessment by chemical characterization and batch resuspension experiments’, Soil Sediments, Vol. 7 No.3, pp.187-194; N. Porzionato, R. Candal, G. Curutchet “Biocatalyzed acidification and metal leaching processes in sediments of polluted urban streams”, Int. J. Environment and Health, Vol. 7, No. 1, 2014; N. Porzionato, M. Mellota, R. Candal, G. Curutchet “Acid drainage

and metal bioleaching by redox potential changes in heavy polluted fluvial sediments”, Advanced Materials Research, Vol. 825 (2013) pp 496-499.

Natalia F. Porzionato, Roberto Candal, Gustavo A. Curutchet.

Laboratorio de Análisis Ambiental, 3IA, Universidad Nacional de San Martín, San Martín, Bs. As., Argentina.

DOCTORADO EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA , MENCION QUÍMICA

Aislamiento de consorcios bacterianos nativos. Enriquecimiento en medios específicos: 9K para Acidithiobacillus ferrooxidans (Af) y 0K pH 3 y 6 con 1% de azufre para Acidithiobacillus thiooxidans (At) en frascos agitados a 25°C. Postgate C para bacteria sulfato reductora (SRB) y Postgate C modificado con citrato de hierro para bacterias hierro reductoras (IRB) en viales herméticamente sellados sin agitación a 25-30°C.

Actividad metabólica de los consorcios fue estudiada mediante ensayos cinéticos y estequiométricos y en algunos casos comparado con cepas de colección.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

1000 1100

Cr Cu Zn Pb

J.L. Suárez 2013 (Pte. Buen Ayre) [mg/Kg]

Bioaccesible Reducible Oxidable Residual

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Cr Cu Zn Pb

J.L. Suárez 2013 (Derrame HdC) [mg/Kg]

Bioaccesible Reducible Oxidable Residual

Muestreo Junio 2013 %C %MO SVA

(mg/Kg)

Muestra debajo del Puente ( ) 2 12 685

Muestra con derrame HdC ( ) 55 > 80 152

Muestra Zanjón desagüe ( ) 2 13 81

Muestra Suelo Casa ( ) 3 17 ND

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

0 20 40 60

pH

Tiempo (días)

OK 5%

0K 5% Control

0K 10%

0K 10% Control

0k 15 %

0K 15% Control

(1) 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 10 20 30 40 50 60

Zn+2

[m

g/l]

Tiempo (días)

OK 5%

0K 5% control

0K 10%

0K 10% control

0K 15%

0K 15% Control

(3) 0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 10 20 30 40 50 60

n°

de

bac

teri

as *

10

^8 /

ml

Tiempo (días)

OK 5%

0K 5% control

0K 10%

0K 10% control

0K 15%

0K 15% Control

(2)

Se continuó con la evaluación de posibilidad de acidificación y liberación de metales (Cu, Zn, Cr, etc.) de sedimentos anaeróbicos, extendiendo el estudio a canales de diferentes características afluentes al Rio Reconquista de manera de evaluar las diferencias con el curso principal y relacionarlas con las características particulares de cada uno. Se continuó con el establecimiento de un marco teórico que relacione el cambio en los parámetros evaluados (acidez, sulfatos, pH, metales en solución, biodisponibilidad de los mismos) con las características fisicoquímicas y el grado de contaminación del sedimento. Se estudiaron los principales microorganismos involucrados en la catálisis de los procesos biogeoquímicos de movilización e inmovilización de contaminantes en los sedimentos antes mencionados. Se estudió y optimizó un proceso de biolixiviación y recuperación de metales a partir de los sedimentos estudiados para su remediación.

ZAN

JÓN

J.L.SUÁ

REZ, B

arrio

LA C

ÁR

CO

VA

20

cm

*Muestreo con pala y “core” en Junio y Octubre del 2013 en Zanjón J.L. Suárez. Conservación de las muestras en contenedores plásticos a 4°C.

*Caracterización inicial: pH, contenido materia orgánica (Walkley-Black), cantidad estimativa de carbonatos (KFR), contenido de S total (LECO) y especies del S: sulfuros Volátiles en Acido SVA (Purga y

Trampa ); sulfatos totales (turbidimetría).

•Ensayo cinético: condiciones oxidantes inducidas por agitación del sedimento y adición de inoculo de Bacterias Sulfuro Oxidantes. Determinación de acidificación (1), incremento de biomasa de bacterias azufre oxidantes (2) y liberación de metales al medio (3) en el tiempo.

EXPERIENCIAS DE BIOLIXIVIACIÓN

Posibilidad de drenaje ácido y

aumento de bio- disponibilidad de

metales ( ante ∆Εh).

Contaminación orgánica condición

anaeróbica sulfuros metálicos

Presencia de Actividad Sulfato

Reductora y Actividad

Sulfuro Oxidante.

Contaminación metálica y su

distribución en los componentes

del sedimento.

CARACTERIZACIÓN del SISTEMA en ESTUDIO

DINÁMICA de METALES

SITI

O E

N E

STU

DIO

*Determinación de Cromo, Cobre, Zinc y Plomo por ICP en las distintas fracciones de Extracción secuencial de metales. Fracción bioaccesible corresponde a metales asociados a carbonatos y silicatos; Fracción Reducible: asociados a óxidos de Fe y Mn; Fracción Oxidable: asociados a sulfuros y materia orgánica; Fracción residual.

Los sedimentos anaeróbicos de cursos fluviales funcionan como depósito de metales pesados. Se postula que el cambio en el potencial rédox de los sedimentos evaluados generará reacciones de oxidación con descensos del pH, causando cambios en las especies químicas asociadas a metales. Como consecuencia, se originará el aumento de biodisponibilidad del contaminante, observándose un incremento de las concentraciones de metales y sulfatos en solución. Al no existir una normativa clara en Argentina para la evaluación del riesgo de liberación de metales de los sedimentos, la comparación de diferentes metodologías puede aportar información valiosa para establecer criterios claros e unívocos a la hora de realizar predicciones. Además, la misma reacción biocatalizada responsable de la oxidación de sulfuros y movilización de metales mencionada, y realizada en condiciones controladas, puede resultar una solución simple y económica para la remediación de los sedimentos.

FRASCOS AGITADOS: Ensayo de resuspensión del sedimento con agregado de fuentes alternativas de energía como azufre y hierro (ii), como modelo cinético de extracción de metales . Parámetros en estudio: pH, aparición de metales en solución por EAA; recuento de bacterias azufre presentes y oxidación de sulfuros por aumento de SO4 2- en solución por turbidimetría. PILAS (BIOHEAPS): Se construyeron sistemas modelo, constituidos por cilindros plásticos (PET), dónde se empaquetó el material a estudiar. Los lixiviados se recolectaron por el extremo inferior de los mismos. Se realizaron riegos periódicos y recirculación de los lixiviados hasta que los mismos alcanzaron los parámetros (concentración) apropiados para recuperar los metales presentes.