Especiación de hidrocarburos en un suelo modificado por un campo eléctrico y su relación con el destino ambiental
Los hidrocarburos son contaminantes altamente persistentes con propiedades tóxicas, mutagénicas y carcinogénicas. Por tanto, su eliminación del medio ambiente es imperativa. Los responsables de eliminar la contaminación por hidrocarburos del suelo suelen utilizar tecnologías de biorremediación para...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | México |
| Institución: | Universidad Autónoma Metropolitana |
| Repositorio: | Repositorio Institucional de la UAM Iztapalapa |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:bindani.izt.uam.mx:6108vb53s |
| Acceso en línea: | https://doi.org/10.24275/uami.6108vb53s |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/LEM/Descontaminación de suelos info:eu-repo/classification/LEM/Bioremediation info:eu-repo/classification/LEM/Electrocinética info:eu-repo/classification/LEM/Electrokinetics info:eu-repo/classification/LEM/Soil remediation info:eu-repo/classification/LEM/Biorremediación info:eu-repo/classification/cti/6 |
| Sumario: | Los hidrocarburos son contaminantes altamente persistentes con propiedades tóxicas, mutagénicas y carcinogénicas. Por tanto, su eliminación del medio ambiente es imperativa. Los responsables de eliminar la contaminación por hidrocarburos del suelo suelen utilizar tecnologías de biorremediación para este fin; sin embargo, la eficiencia de estas tecnologías se ve obstaculizada por la baja biodisponibilidad de los contaminantes. Otros factores que disminuyen la biodisponibilidad de los hidrocarburos son las interacciones que forman con los componentes del suelo. A la fecha en México, el nivel de contaminación por hidrocarburos en los suelos se determina utilizando concentraciones totales, lo que no considera la biodisponibilidad, sobrestima los riesgos, y lleva a proponer tecnologías de remediación inadecuadas. Este trabajo propone una técnica de extracción secuencial con solventes, similar a las utilizadas para metales en suelos, que permite la extracción de hidrocarburos de acuerdo a sus interacciones con los componentes del suelo. El esquema permite obtener cinco fracciones, cada una con significado ambiental individual: la fracción soluble (considerada como directamente biodisponible), la fracción pseudosoluble (considerada como fácilmente bioaccesible), la fracción desorbible (considerada como poco biodisponible y poco bioaccesible), la fracción extraíble (considerada como no biodisponible y no bioaccesible, pero cuantificable), y la fracción secuestrada (considerada como no biodisponible, no bioaccesible, y no cuantificable). De acuerdo con lo anterior, este trabajo tuvo como objetivo cuantificar las interacciones entre los constituyentes del suelo y los hidrocarburos mediante el uso de un esquema de especiación basado en la extracción secuencial con solventes. Las extracciones y las interacciones se relacionaron con el destino ambiental de los contaminantes.El uso del esquema de especiación permitió identificar las interacciones selectivas entre los componentes del suelo (principalmente materia orgánica) e hidrocarburos que controlan el destino ambiental de estos contaminantes. Para ello, inicialmente se utilizó y caracterizó una muestra de suelo no contaminado; posteriormente, a esta muestra se le añadió una mezcla de hidrocarburos compuesta de hexadecano, fenantreno y pireno. La muestra de suelo contaminado se sometió al procedimiento de especiación, que determinó que los hidrocarburos forman interacciones selectivas con los componentes del suelo. Si bien las interacciones formadas entre el suelo y el hexadecano son fuertes, las interacciones entre los hidrocarburos aromáticos policíclicos y el suelo presentan interacciones más débiles. La eficiencia del esquema de especiación se probó modificando las interacciones suelo-hidrocarburos utilizando un campo eléctrico. El campo eléctrico utilizado para modificar las interacciones suelo-hidrocarburos aumentó significativamente la concentración soluble de los tres contaminantes en 7, 2, y 30 veces, respectivamente. Este incremento se relacionó con modificaciones en las propiedades coloidales de la materia orgánica disuelta; así como con una disminución de la tensión superficial en la interfaz suelo-agua de poro. El campo eléctrico también provocó una disminución en la concentración de pireno pseudosoluble en 1.34 veces, lo que se relacionó con modificaciones en las propiedades coloidales de los ácidos fúlvicos. Finalmente, el campo eléctrico aumentó casi 20 veces la concentración de pireno secuestrado, debido a las propiedades de partición de este hidrocarburo y al alto índice de humificación de la muestra de suelo. Por un lado, un incremento de la concentración de hidrocarburos solubles implica una mejora de la biodisponibilidad; por otro lado, un incremento en la concentración de hidrocarburos secuestrados representa una disminución del riesgo ambiental. El campo eléctrico modificó el destino ambiental de los contaminantes al inducir cambios en el exceso de carga superficial de las partículas sólidas, lo que perturbó las interacciones suelo-hidrocarburos. De esta forma, y comparado con el uso de concentraciones totales como parámetro de toma de decisiones, el esquema de especiación propuesto en este trabajo es una herramienta práctica y sencilla. Su principal ventaja es que permite identificar perturbaciones no detectables e inferir el destino ambiental de los contaminantes orgánicos en los suelos. |
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