Evaluación de Carpobrotus chilensis como sustrato vegetal en biorreactores para disminuir la concentración de sulfatos y molibdeno en aguas claras de la minería

Abstract

El tranque de relaves mineros Ovejería, ubicado en Til Til, Región Metropolitana, Chile, almacena grandes volúmenes de aguas residuales denominadas aguas claras, cuya concentración de sulfatos (SO42-) y molibdeno (Mo) supera los requisitos para agua de riego de la normativa chilena NCh1333. Los biorreactores son una técnica sustentable para el tratamiento de aguas con alta carga de sulfatos y consisten en la descomposición anaeróbica de carbono mediante bacterias, permitiendo reducir la concentración de SO42- y metales. El objetivo de este trabajo fue evaluar biorreactores en base a distintos tejidos vegetales como fuentes de carbono, para disminuir la concentración de SO42- y Mo en aguas claras. Se utilizaron sustratos divididos en cuatro tratamientos: que incluían Carpobrotus chilensis (TD), Opuntia ficus-indica (TN), restos frescos de césped (TP), acículas de pino y rastrojos de maíz (TA). Todos los tratamientos fueron compuestos por proporciones equivalentes de grava, escorias siderúrgicas y estiércol de bovino como inóculo bacteriano. El control (TC) incluyó solo aguas claras. Los tratamientos se realizaron por triplicado y el tiempo de ensayo fue de 120 días. Cada 15 días se tomaron muestras para medir las concentraciones de SO42- y Mo. Adicionalmente cada 7 días se midieron el pH, potencial redox (ORP), oxígeno disuelto (OD), conductividad eléctrica (CE) y temperatura. Los resultados indican que el tratamiento con Carpobrotus chilensis (TD) presentó favorablemente una disminución de SO42- y Mo, alcanzando los estándares de las NCh1333, Decreto 90 (D90) y directrices de la FAO a los 91 días de iniciado el ensayo. Todos los tratamientos a, excepción de TC, presentan pH cercano a la neutralidad y elevada CE, con concentraciones de B, Cd, Mn y Na que superan las normativas. Estos resultados sugieren que los biorreactores son una opción para el tratamiento de aguas claras residuales de la industria minera. No obstante, es necesario evaluar tratamientos adicionales que permitan complementar la capacidad de biorremediación de aguas claras del sistema de biorreactores.

The Ovejería mining tailings dam, located in Til Til, Metropolitan Region, Chile, stores large volumes of wastewater known as aguas claras, whose concentration of sulfates (SO42-) and molybdenum (Mo) exceeds the requirements for irrigation water according to the Chilean regulation NCh1333. Bioreactors are a sustainable technique for treating waters with high sulfate loads and involve the anaerobic decomposition of carbon by bacteria, allowing for the reduction of SO42- and metals concentrations. The objective of this study was to evaluate bioreactors based on different plant tissues as carbon sources, to decrease the concentration of SO42- and Mo in clear waters. Substrates divided into four treatments were used, including Carpobrotus chilensis (TD), Opuntia ficus-indica (TN), fresh grass residues (TP), pine needles and corn stalks (TA). All treatments consisted of equivalent proportions of gravel, steel slag, and bovine manure as a bacterial inoculum. The control (TC) included only aguas claras. The treatments were conducted in triplicate, and the trial period was 120 days. Samples were taken every 15 days to measure SO42- and Mo concentrations. Additionally, pH, redox potential (ORP), dissolved oxygen (DO), electrical conductivity (EC), and temperature were measured every 7 days. The results indicate that the treatment with Carpobrotus chilensis (TD) showed a favorable decrease in SO42- and Mo, reaching the standards of NCh1333, Decree 90 (D90), and FAO guidelines by day 91 of the trial. All treatments, except TC, exhibited pH close to neutrality and high EC with concentrations of B, Cd, Mn, and Na exceeding regulations. These results suggest that bioreactors are an option for treating clear wastewater from the mining industry. However, it is necessary to evaluate additional treatments to complement the remediation capacity of aguas claras in the bioreactor system.