Remoción de arsénico y otros contaminantes utilizando humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal

Abstract

El arsénico es un metaloide altamente tóxico que se presenta de manera natural en el medio ambiente. La presencia de As en aguas naturales genera una amenaza a la salud humana. Los tratamientos convencionales utilizados actualmente remueven el contaminante de forma rápida y efectiva, pero poco sustentable y costosa en algunos casos. Los humedales construidos constituyen una alternativa ventajosa a los sistemas de tratamiento existentes, al presentar un bajo costo operacional y energético. El objetivo de este trabajo es cuantificar la capacidad de remoción de arsénico y otros contaminantes de un sistema de humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal. El sistema lo conformaron doce celdas que operaron de manera independiente. La mitad de dichas celdas se construyeron con piedra caliza como medio de soporte; la otra mitad con zeolita. A su vez, para cada tipo de celda la mitad se vegetó con Phragmites australis, una planta macrófita utilizada frecuentemente en humedales construidos. La otra mitad se mantuvo como celdas de control. El sistema de humedales funcionó en dos períodos de operación, con una concentración de As de 2 mg/L en el afluente en la primera etapa, y de 3.5 mg/L en la segunda etapa, ambas concentraciones representativas de la calidad de agua del río Azufre, ubicado en el extremo norte de Chile. El sistema estuvo operativo durante 57 semanas en total, con un caudal promedio de entrada de 19 L/día en cada celda. Para todas las celdas la remoción de As en ambos medios de soporte fue muy efectiva (>98%, en las dos etapas), así como también ambos removieron efectivamente metales como el Fe (>97%) y Pb (>99%). La remoción de contaminantes en general fue similar en celdas vegetadas y no vegetadas. La evapotranspiración promedio medida durante todo el período de operación en las celdas fue de 3.2 mm/día, alcanzándose una media de pérdidas de agua del 27% en verano y del 13% en invierno, además se obtuvieron valores similares a los estimados mediante el método FAO Penman-Monteith, con poca influencia de la vegetación. Los principales mecanismos de remoción de As fueron la coprecipitación con hidróxidos de hierro en la caliza y la sorción al medio en el caso de la zeolita.