Estudio de zeolitas para la remoción de arsénico y glifosato en un sistema de agua dulce con presencia de fitoplancton

LEAL PABLO RODRIGO; VERA MARIA SOLANGE; RODRIGUEZ ANGELES IRIEL; TRINELLI MARIA ALCIRA

Congreso; ZEOTEC 1er congreso Latino Americano de Zeolitas Naturales; 2021

El presente trabajo tiene como objetivo realizar una primera aproximación a la utilización potencial de zeolitas naturales como material adsorbente para la remoción de contaminantes (arsénico y glifosato) de un sistema de agua dulce con presencia de fitoplancton. Se analizaron las Zeolitas del yacimiento Anita en la provincia de La Rioja, explotadas comercialmente por Compañía Minera Argentina. Las mismas se extraen de un importante horizonte de tobas zeolitizadas que se extienden dentro de la cuenca de Paganzo. La formación data del período Terciario e integra a la Formación Los Llanos. La paragénesis está dominada por esmectitas y zeolitas (entre 60-80%) con cantidades subordinadas de cuarzo, yeso y calcita. La especie de zeolita se determinó mediante difracción de rayos X de una muestra representativa. El difractograma obtenido demostró una composición homogénea compuesta exclusivamente por la serie Clinoptilolita-Heulandita (clinoptilolita al 60-66%). Se trabajó con agua proveniente de un mesocosmos dispuesto en el Campo Experimental de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires (Argentina), en el cual no se detectó presencia de glifosato ni arsénico. El agua fue filtrada por red de zooplancton (56 µm) y luego trasladada en condiciones de oscuridad y frío al laboratorio. Ese mismo día, en el laboratorio se dispusieron 250 ml de esta agua filtrada en Erlenmeyers. Estas unidades experimentales fueron ubicadas al azar en una cámara de cultivo con fotoperíodo, intensidad de luz y temperatura controladas. Antes de comenzar el experimento se las dejó aclimatar a las condiciones de laboratorio durante 48 horas. A tiempo 0 se asignaron al azar los tratamientos de glifosato, arsénico y su combinación, en concentraciones de 0,3 mg/L. Y como control negativo el agua de mesocosmos sin agregado de sustancias contaminantes. A la mitad de las unidades experimentales por tratamiento se les agregó zeolita en grano en una relación de 8 g/L. Los tratamientos se realizaron por triplicado. Se hicieron mediciones in situ y tomaron muestras a tiempo 0 y a tiempo final (24 hs de comenzado el experimento). Se midieron oxígeno disuelto, pH, turbidez, conductividad, nutrientes disueltos y totales, glifosato y arsénico. Tanto en tiempo 0 como a las 24 horas de iniciado el experimento. Se realizaron ANOVAs de 2 factores con el software InfoStat. Se evaluaron normalidad y homocedacea y en los casos que fue necesario se transformaron los datos. El oxígeno disuelto se mantuvo prácticamente constante a lo largo de los distintos tratamientos y tiempos de estudio, el valor promedio (+ desvío estándar) fue de 8,22 + 0,05 mg O2/L. El pH en los tratamientos a tiempo 0 presenta un valor promedio de 6,92 + 0,23 y de 6,98 + 0,14 para el tiempo final. Se observa un aumento de pH en los tratamientos con zeolita hasta un valor de 7,62 + 0,08. Comparando a tiempo final los tratamientos con y sin zeolita, se observa que en este último hay un aumento de 0,75 y 0,73 puntos de pH para el agua de mesocosmos sin otro agregado y para el tratamiento con glifosato, respectivamente. Esto podría deberse a la liberación de OH que se encuentran retenidos en la superficie de la zeolita. Esta misma comparación para el tratamiento con arsénico y la mezcla de contaminantes muestra un ascenso de tan solo 0,58 y 0,51 puntos de pH respectivamente. Así mismo la liberación de diversos iones retenidos en la zeolita se ve reflejada en el aumento de la conductividad. Los tratamientos a tiempo 0 y tiempo final sin zeolita con un valor promedio de 197,2 + 0,6 𝜇s/cm no muestran diferencias entre sí. Este parámetro aumenta un 125% si lo comparamos con los tratamientos a tiempo final con presencia de zeolita, con una conductividad media de 245,6 + 12,7 𝜇s/cm. Con el agregado de zeolita también se ve aumentada la turbidez (~900%), que aunque se utilizó en forma de granos puede sufrir fracturas durante el ensayo generando polvillo que queda en suspensión. Para los tratamientos a tiempo 0 y tiempo final, sin agregado de zeolita, se observa un valor medio de 16,8 NTU con un desvío estándar de 1,2 NTU, y para los tratamientos con zeolitas el promedio asciende a 152,8 + 19,9 NTU. El fósforo total fue corregido para evitar posibles interferencias de la técnica por el agregado de arsénico. El mismo muestra una tendencia ascendente con valores menores en los tratamientos sin agregado de contaminantes, aumentando con el agregado de glifosato, arsénico y la combinación progresivamente. Los valores promedio de fósforo total son 0,83 + 0,16 mg/L; 1,08 + 0,12 mg/L; 1,15 + 0,13 mg/L y 1,31 + 0,09 mg/L, respectivamente. Para el nitrógeno total no se observa un patrón definido a lo largo de los distintos tiempos ni tratamientos con un promedio de 2,07 + 0,26 mg/L. Para los nutrientes disueltos podemos observar en primer lugar que los fosfatos se ven aumentados en todos los tratamientos que incluyen arsénico, independientemente de cualquier otra variable. Los tratamientos con arsénico presentan un valor promedio y un desvío estándar de 0,41 + 0,03 mg PO4/L, mientras que para los tratamientos sin agregado de arsénico toma un valor de 0,14 + 0,1 mg PO4/L. Esto se debe a una interferencia del arsénico con la técnica de detección utilizada. Se realizaron correcciones matemáticas partiendo de la cantidad de arsénico conocida agregada pero la interferencia persiste. Con el agregado de zeolita, el fósforo reactivo soluble disminuye. Para los tratamientos en tiempo final sin zeolita el promedio y desvío estándar son de 0,1 + 0,05 mg P/L, mientras que a tiempo final para los tratamientos que incluyen zeolita ascienden a 0,09 + 0,06 mg P/L. Posiblemente la zeolita esté adsorbiendo también parte del fósforo. El nitrógeno del nitrato disuelto se mantuvo constante en todos los tratamientos y tiempos con un valor de 0,01+ 0,00 mg/L. En presencia de zeolita se observó una disminución de la concentración de arsénico, aunque este descenso es no significativo (p = 0,56). El promedio obtenido para el tratamiento con glifosato en tiempo final fue de 289,3 + 16,8 ng/ml. Para el mismo tratamiento pero con agregado de zeolita se obtuvo un valor de 291,9 + 9,4 ng/ml. Cuando además se adiciona arsénico (tratamiento combinado) este valor asciende a 315,8 + 0,4 ng/ml. Por lo que el glifosato no se estaría adsorbiendo sobre las zeolitas, y menos aún en presencia de arsénico, el cual se podría estar absorbiendo preferencialmente. En todos los casos se encontraron valores no detectables de la concentración de AMPA, lo que podría indicar que no hubo descomposición de glifosato en AMPA.