Caracterización de la sorción y desorción, competitiva y simple, de metales pesados (Cu, Cr, Pb, Zn) en diferentes fracciones geoquímicas de sedimentos contaminados del Riachuelo (Argentina)

RAGAY G.; BALDASSINI P.; DELLA VECCHIA F.; REARTE T.A.; IORIO A. F. DE

Rio de Janeiro

Simposio; IV Simposio Internacional de Medio Ambiente; 2009

Universidad Federal de Rio de Janeiro, Insitituo Federal de Educacion, Ciencia y Tecnología de Rio de Janeiro

(INTRODUCCIÓN) El río matanza-riachuelo, comprendido en una cuenca de 2200km2 y una logitud de 64km (12km finales forman el riachuelo), se encuentra entre los más contaminados del mundo. Esto se debe al vertido de aguas residuales sin tratamiento, provenientes de la industria, efluentes cloacales, desechos domésticos y, contaminantes asociados al escurrimiento superficial de aguas pluviales y lixiviados de basurales a cielo abierto en las cuencas media y baja, y efluentes de producción animal y prácticas agrícolas en su cuenca alta. El efecto protector de los sedimentos está relacionado con su poder amortiguador que puede ser definido como la capacidad que tiene un sedimento o suelo de inactivar los efectos negativos de un determinado contaminante. Según sea la capacidad de sorción de los sedimentos del fondo del cauce, estos pueden transformarse de sumideros en fuentes de contaminación. La sorción de metales pesados a los sedimentos es un proceso responsable de la acumulación de estas sustancias en la fase sólida. A pesar de que los estudios de sorción de un único ion pueden predecir adecuadamente la capacidad de sorción de un suelo o sedimento para el mismo, cabe esperar que la sorción de una mezcla de iones metálicos esté fuertemente afectada a causa de la competencia entre ellos por los sitios de sorción. Establecer cuál es la fase geoquímica que presenta mayor capacidad de sorción por un metal específico dará una buena medida del grado de movilidad del mismo a la columna de agua. El objetivo de este trabajo fue estudiar la sorción-desorción competitiva y simple de Cu, Cr, Pb y Zn sobre sedimentos del fondo del cauce del Riachuelo, determinando la capacidad de sorción de cada fase geoquímica. (METODOLOGÍA) Se utilizaron dos sedimentos extraídos del Riachuelo, el “Meandro A” (Lat. 34°39´30"S; Long. 58°23´55"O) y “Club Regata-Avellaneda S” (lat. 34°39´30"S; long. 58°22´52"O). Se llevaron a cabo experimentos mediante agitación de la fase sólida con soluciones simples y cuaternarias de los metales a distintas concentraciones. Los sedimentos se sometieron a una extracción secuencial, de modo caracterizar la sorción diferencial de las fracciones geoquímicas. Para determinar la retención de los iones metálicos, se sometió el sorbente con los iones sorbidos a agitación con agua destilada previo ajuste de pH. Se realizaron los cálculos de la constante de afinidad (Kd) para determinar el grado de afinidad de los metales por el sustrato. Los procesos de sorción y desorción se caracterizaron mediante las correspondientes isotermas, las cuales respondieron a curvas de tipo L. Se utilizaron los modelos de Langmuir y Freundlich para su análisis. (RESULTADOS) Los valores de afinidad y máxima capacidad de sorción fueron menores en competencia. El orden de afinidad de los metales por el sustrato a altas concentraciones, fue Pb> Cr> Cu> Zn en ambos sedimentos, tanto en la sorción competitiva como en la simple. El orden de afinidad a bajas concentraciones fue Pb>Cu>Cr>Zn en la sorción simple; en cambio, en la sorción competitiva, el Cr presentó mayor afinidad. El fraccionamiento indicó la sorción diferencial de cada una de las fases geoquímicas, presentando los óxidos de Fe-Mn y los carbonatos la mayor sorción. En competencia, el Cr presentó la máxima capacidad de sorción en el sediento S, seguido por Pb>Cu>Zn, mientras que para el sedimento A fueron el Cr y el Pb seguido por el Cu>Zn. En simple, la máxima capacidad de sorción la presentó el Cr, seguido por el Zn>Cu en el sedimento S; en tanto que para el sedimento A el Cr y Cu presentaron la máxima capacidad, seguidos por el Zn. En el sedimento S se observa una inhibición de la capacidad de sorción del Zn en competencia con los demás metales, no observándose tal efecto en el sedimento A. En cuanto a la desorción, se observó una alta retención de ambos sedimentos por los metales en competencia y simple. (CONLUSIONES) Se pudo determinar la capacidad de sorción de las diferentes fases geoquímicas. La capacidad de sorción de ambos sedimentos para cada metal varió en función de la presencia-ausencia de los demás metales en la fase acuosa. Se podría inferir a partir de los resultados de la desorción, que ambos sedimentos funcionarían como sumideros de los metales en las condiciones del ensayo. El aporte de tal información es útil para posibles manejos y medidas de remediación adecuadas.