La contaminación del agua con cromo

La contaminación del agua con cromo

22/01/2016

La contaminación del agua con cromo



Autor: María José López Muñoz

Blog: www.madrimasd.org

 
María José López Muñoz del Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA), Universidad Rey Juan Carlos
 


Antecedentes

 
El cromo es uno de los elementos que pueden encontrarse en las aguas residuales procedentes de una gran variedad de procesos industriales. Su toxicidad depende del estado de oxidación y concentración en que se encuentra, siendo de especial importancia la eliminación de cromo hexavalente presente en los sistemas acuosos, por su reconocido carácter cancerígeno. En España, el cromo está incluido en la lista de sustancias preferentes del Real Decreto 995/2000 (BOE nº 147, de 20 de junio de 2000), por el que se fijan los objetivos de calidad para determinadas sustancias contaminantes en las aguas superficiales continentales. Esto obliga a muchas empresas a aplicar tecnologías de prevención de la contaminación y de recuperación del cromo de sus aguas residuales.
 
El  tratamiento  fisicoquímico utilizado más frecuentemente  para  el  tratamiento  de  efluentes  contaminados con Cr(VI) consta de dos etapas: en la primera, Cr(VI) es reducido a Cr(III) mediante el empleo de agentes químicos como FeSO4, FeCl2, NaHSO3 o SO2. En una segunda etapa, el Cr(III) formado es  precipitado  como  Cr(OH)3 o  Cr2O3. En este sentido,una alternativa muy interesante al proceso de reducción química, es el empleo de fotocatálisis heterogénea con dióxido de titanio.
 


Contaminación industrial

 
El cromo (Cr) es un elemento que se encuentra de forma natural en rocas, plantas y suelos, en donde existe en combinación con otros elementos para formar diversos compuestos. En la industria, el cromo y sus compuestos tienen una gran variedad de aplicaciones que abarcan entre otras: procesos de curtido, pigmentos textiles, aleaciones, catalizadores, agentes anticorrosivos, baterías, fungicidas, recubrimientos metálicos, electrogalvanizados, etc. Las aguas residuales procedentes de estos procesos están contaminadas con este metal, con el gran componente de riesgo medioambiental y para la salud humana que conlleva. El límite exigido en la legislación europea para el vertido de cromo en aguas residuales es actualmente de 2 mg Cr/l. En España, está incluido en la lista de sustancias preferentes del Real Decreto 995/2000 (BOE nº 147, de 20 de junio de 2000), por el que se fijan los objetivos de calidad para determinadas sustancias contaminantes en las aguas superficiales continentales. Esto obliga a la mayoría de las empresas relacionadas a aplicar tecnologías de prevención de la contaminación y de recuperación del cromo de sus aguas residuales.
 
Por otra parte, el hecho de que gran parte de los sistemas colectores de aguas residuales no posibiliten la separación de efluentes urbanos e industriales, tiene como consecuencia que las aguas residuales de las zonas urbanas con polígonos industriales sean de tipo mixto. Dado que los sistemas convencionales para depuración de aguas residuales urbanas no presentan unos rendimientos suficientemente altos en la eliminación de metales pesados en general, la presencia de cromo en el agua de entrada a la EDAR puede tener como resultado de un lado, el vertido y posterior reparto a lo largo de la cuenca receptora y ecosistemas aledaños [1] y de otro, la presencia de cromo en los lodos generados en la EDAR.
 


Lodos de EDAR

 
En el año 2009 el Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino publicó el informe “Caracterización de los lodos de depuradoras generados en España” en el que recogía información sobre la composición de los lodos generados en las estaciones depuradoras de aguas residuales en España (metales pesados, parámetros agronómicos, patógenos y contaminantes orgánicos), así como de los tratamientos más habituales de los mismos. En el estudio, en el que participaron 66 EDAR pertenecientes a 16 Comunidades Autónomas que representaban al 75% de la población, se reflejó que 11 muestras superaban el límite de 1.000 mg de Cr/kg de materia seca establecido en el R.D. para suelos con pH<7, relacionado principalmente con vertidos de origen industrial que llegaban a las Estaciones Depuradoras [2].
 


Estado del cromo y su tratamiento

 
En los sistemas acuosos, el cromo se encuentra principalmente en estado de oxidación (+3) y/o (+6). El cromo trivalente Cr(III) es un elemento esencial potencialmente requerido en cantidades traza para el metabolismo de los mamíferos, ya que interviene en el metabolismo de glucosa, el colesterol y los ácidos grasos, aunque la exposición a altas concentraciones del mismo puede ser sumamente tóxica. El Cr(VI) o cromo hexavalente es la forma química más tóxica, de manera que Cr(VI) y sus compuestos están clasificados por la IARC (International Agency for Research on Cancer) en el grupo I (carcinógenos confirmados en humanos) ya que existen suficientes evidencias como para relacionar  la exposición a cromo hexavalente con el desarrollo de cáncer de pulmón [3]. Precisamente la alta toxicidad del Cr(VI) fue dada a conocer en el año 2000 a todo el público a través de la película Erin Brokovich, en la que se exponía la demanda presentada contra la empresa la empresa Pacific Gas and Electric Company (PG & E) en relación a su implicación en un caso de probable contaminación del agua potable por cromo hexavalente.
 
Debido a la mayor estabilidad de Cr(III) frente a la gran movilidad de Cr(VI) en los sistemas acuosos, el  tratamiento  fisicoquímico  utilizado más frecuentemente  para  el  tratamiento  de  efluentes  contaminados con Cr(VI) consta de dos etapas: en la primera, el Cr(VI) es reducido a Cr(III) mediante el empleo de agentes químicos como FeSO4, FeCl2, NaHSO3 o SO2. En una segunda etapa, el Cr(III) formado es  precipitado  como  Cr(OH)3 o  Cr2O3 a  pH 8, siendo en ocasiones necesaria la adición en este paso de algún agente  coagulante/floculante para  favorecer  la precipitación  del  Cr(III).  Una de las  principales  desventajas  de  esta  técnica, sin embargo,  es  que  los  agentes reductores  utilizados  son  tóxicos, por lo que tiene mucho interés el desarrollo de procedimientos capaces de solventar este inconveniente.
 


Fotocatálisis heterogénea

 
Con este objetivo, la fotocatálisis heterogénea puede ser una alternativa muy interesante ya que se ha demostrado que la irradiación con luz UV-A del agua contaminada con Cr(VI) en presencia de dióxido de titanio (TiO2) conduce a la reducción de estas especies a Cr(III). De esta manera, se evita la necesidad de adicionar agentes químicos reductores. Además la posibilidad de utilizar radiación solar añade beneficios ambientales al proceso, ya que permite aprovechar una forma de energía económica y asequible [4-6]. El proceso, no obstante, requiere todavía investigación adicional para su posible aplicación en sistemas reales, pero los resultados publicados hasta la fecha son muy prometedores.
 
 
Bibliografía
 
[1] M. Arauzo, M. Rivera, M. Valladolid, C. Noreña, O. Cedenilla, (2003) “Contaminación por cromo en el agua intersticial, en el agua del cauce y en los sedimentos del río Jarama” http://hdl.handle.net/10261/35521
[2] http://www.magrama.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/publicaciones/lodos.aspx
[3] IARC. Chromium (VI) compounds, IARC Monographs 100C: 147–167] [M. Costa, Toxicology and Applied Pharmacology 188 (2003) 1–5
[4] Proyecto CTM2012-34988. Ministerio de Economía y Competitividad. “Procesos fotocatalíticos y de adsorción para la eliminación de contaminantes preferentes (arsénico y cromo) en sistemas acuosos”. URJC.
[5] L. Wang, N. Wang, L. Zhu, H. Yu, H. Tang, J. of Hazard. Mater., 152 (2008) 93–99.
[6] Y. C. Zhang, M. Yang, G. Zhang, D. D. Dionysiou, Appl. Catal. B: Environ., 142– 143 (2013) 249– 258.
 

Publicidad

Deja tu comentario

Comentarios Publicar comentario

No hay comentarios publicados hasta la fecha.

Política de cookies