Impacto de la aplicación de lodos residuales sobre los equilibrios de Cu, Pb y Zn en el sistema suelo/ solución-suelo

Abstract

En el corto y mediano plazo, todas las ciudades de Chile deberán tratar las aguas domiciliarias, lo que implica Ia construcción de plantas de tratamiento de aguas servidas, generando de esta manera, una gran cantidad de lodos residuales. Por las características que presentan los lodos, es probable que alrededor del 100% de éstos sea destinado a la aplicación como fertilizarles y/o mejoradores de suelos. Sin embargo, se conoce que los lodos poseen una carga de metales pesados, los que también serían incorporados al suelo. En este trabajo se propone estudiar la distribución de metales pesados en el sistema suelo /solución -suelo, una vez que el lodo sea aplicado a los suelos Colina y Collipulli.

El lodo y los suelos correspondientes fueron caracterizados, observando que en cuanto a pH Collipulli es un suelo ácido, mientras que Colina y el Lodo presentan pH neutro. El Lodo supera 20 veces el contenido de Carbono Orgánico fácilmente oxidable de los suelos, donde ambos suelos caen en la categoría de bajo Contenido de Materia Orgánica.

Se realizó un Fraccionamiento Secuencial de Cu, Pb, Cd, Ni y Zn, diferenciando 5 fracciones: Intercambiable, Sorbida, Orgánica, Carbonatos y Residual- Se encontró que, en el caso del lodo, a diferencia de lo que ocurra en los suelos, Ia fracción Orgánica y Residual presentan concentraciones comparables, siendo las más altas obtenidas de las 5 fracciones. Además, se observó que el lodo supera el contenido de los suelos en las distintas formas estudiadas. Sin embargo, el contenido Total de los metales en el lodo está dentro de los rangos estipulados en el Anteproyecto de Reglamento para el Manejo de Lodos no Peligrosos Generados en Plantas de Tratamiento de Aguas, al igual que el contenido de los suelos.

Tanto Cd como Ni presentan baja concentración en el lodo, con respecto a Cu, Pb y Zn; por lo tanto, sólo se estudió el equilibrio suelo/solución-suelo de estos últimos. Los equilibrios se llevaron a cabo en una cámara de Difusión diseñada especialmente para este propósito, la cual consiste en 2 celdas de PVC de 150 ml separadas por la membrana de nitrato de celulosa. Se realizaron 3 tipos de ensayos con solución de KN3 0,5 m: Sólido/solución-metales y finalmente Suelo/lodo. La cantidad de suelo fue siempre de 10g (masa seca, ms) mientras se empleaban 2 niveles de lodo (2:1 o 2:3 suelo: lodo).

En general el lodo libera mayor cantidad de metales en los suelos en todos los equilibrios estudiados, y sobre todo cantidades importantes de sulfato (superiores a los 1000 mg/L) En los sistemas sólidos/Solución-Metales, la velocidad de adsorción de los metales al sólido es mayor que su difusión entre las celdas. Si bien los suelos liberan metales pesados, mantiene una alta capacidad de adsorción de estos al enfrentar un medio de alta concentración. A través del programa GEOCHEM se encontró que el lodo mantiene una capacidad de adsorción (caso de Zn), pero el pH que alcanza el sistema provoca la reducción de concentración por precipitación. En sistema suelo/lodo no se alcanza el equilibrio en las 120 horas de agitación. Los metales liberados por el lodo pueden ser adsorbidos por el suelo, pero también se pueden producir la precipitación de los metales dado que la presencia de lodo modifica sustancialmente el pH del medio. En consecuencia, se produce una acumulación por adsorción y precipitación. Los metales pesados precipitados constituirán una fuente continua de liberación lenta. Esta situación puede ser potencialmente peligrosa en suelos ácidos como Collipulli; en el tiempo suelo recuperará su pH normal, cambiando de pH=7,5-8,3 (por adición de lodo) a pH=4,5 (original del suelo).

Se puede decir entonces que al aplicar lodo a los suelos de Colina y Collipulli, los metales tenderán a quedar inmovilizados, por lo cual, al seguir con las aplicaciones a los suelos en el tiempo, podrá generar una acumulación de los metales en los suelos