Optimización de la remoción de boro usando humedales construidos de flujo subsuperficial: caso del río Azufre, Norte de Chile

Abstract

La contaminación de agua por boro es un problema que afecta diversas cuencas en países como Italia, China, Turquía y Chile (Türker, et al., 2016 a). En este último, existen al menos dos cuencas que presentan este problema, la del río Lluta y la del río Loa (Torres & Acevedo, 2008; Romero, et al., 2003). El principal problema, además de impedir su uso para agua potable, es que se limita su uso para riego. En esta memoria se tomará como caso de estudio el agua de uno de los afluentes al río Lluta, el río Azufre el cual contiene concentraciones promedio de 30 [mg/L] de boro. Existen diversos métodos para remover boro del agua, sin embargo, estos son o muy costosos o no están lo suficientemente optimizados, como es el caso de los humedales construidos. A pesar de la existencia de diversos estudios sobre el uso de humedales para el tratamiento de agua contaminada con boro (Türker, et al., 2014 a; Türker, et al., 2013; Türker, et al., 2016 b; Lizama, et al., 2014), aún no se cuenta con suficiente información como para plantear un sistema efectivo. En el presente estudio se realizan experimentos Batch para determinar un sustrato adecuado para la construcción de humedales para el tratamiento de agua contaminada con boro a una concentración de 30 [mg/L]. Posteriormente, se implementa un sistema de humedales construidos con sustrato de cáscara de arroz, flujo de entre 1,2 y 1,8 [mL/min], periodo de retención de 4-5 días y una concentración de boro de entrada promedio de 24 [mg/L]. Para analizar la influencia de la vegetación se construyeron tres celdas de control sin vegetación, tres plantadas con Typha angustifolia y tres con Puccinellia frigida. El objetivo de este documento es recoger la información disponible sobre el boro y el tratamiento de agua contaminadas con él. Además, resume la metodología empleada para realizar los experimentos mencionados anteriormente, para luego presentar los resultados obtenidos y permitir su análisis. Los resultaron indican que, en promedio, la remoción de boro de los humedales es de un 39,5% para los plantados con T. angustifolia, 35,7% para los con P. frigida y 40,8% para las celdas de control, esto último se atribuye a que al no existir raíces se tiene un mayor contacto con el sustrato. Los resultados en los humedales sin vegetación sugieren que el rol de las plantas en la remoción de boro es mucho menor que la del sustrato, T. angustifolia remueve en promedio un 1,15% del total de boro removido y P. frigida un 0,35%. Se concluye que el sistema es efectivo para remover boro y que el principal responsable de la remediación es el sustrato. Por otro lado, se observa una alta remoción de sulfato sobre todo en las celdas de control donde alcanza, en promedio, un 68%. Algunas proyecciones de este trabajo son la implementación de columnas de infiltración compuestas por zeolita o piedra caliza y cáscara de arroz, para ver su potencial en la remoción de sulfato. Además, se plantea realizar un experimento parecido al aquí expuesto, pero con una densidad mayor y un tiempo de retención más elevado.