Extractabilidad de Contaminantes Orgánicos del Tipo PAHs en Biosólidos y Suelos Agrícolas Enmendados por Biosólidos

Abstract

El tratamiento de aguas servidas genera grandes volúmenes de biosólidos, los cuales tienen un alto contenido de materia orgánica y de macro y micro nutrientes, los cuales podrían utilizarse para mejorar suelos erosionados. La enmienda de suelos con biosólidos puede generar un problema ambiental por los contaminantes presentes en el biosólido, tales como los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs). Tradicionalmente, para la extracción de PAHs desde matrices sólidas se recurre a la técnica Soxhlet, pero la extracción con solventes presurizados (PSE), ha demostrado tener recuperaciones similares o incluso mejores, en tiempos y volúmenes de solvente significativamente menores. La muestra fue extraída utilizando una mezcla 1:1 v/v de acetona/diclorometano. El sistema de extracción utilizado (PSE), esta compuesto por: una bomba de HPLC, que soporta una presión de hasta 6000 psi; un horno de aluminio, provisto de un controlador de temperatura; y una celda de extracción (columna de HPLC sin relleno (15 x 0,6 cm)), que contiene la muestra y donde ocurre la extracción, además un enfriador ubicado fuera del horno de aluminio y una válvula, que regula el flujo de salida del extracto y la presión del sistema. Las condiciones óptimas, en donde se produjo la máxima extracción fueron a una temperatura de 110 ºC y un tiempo de 42 minutos, y las recuperaciones fluctuaron entre 80-100% de los 16 PAHs más tóxicos (USEPA). Con el método PSE optimizado, se realizaron ensayos de incubación de suelos enmendados con biosólidos y enriquecidos con PAHs para determinar la extractabilidad, labilidad, degradación y/o persistencia de los contaminantes PAHs. Para los ensayos de incubación se utilizaron cuatro suelos, y se enmendaron con una dosis de 30 Mg ha-1 de un biosólido enriquecido con PAHs y se incubaron en condiciones de capacidad de campo y a 25°C. En los cuatro suelos, se observó una clara tendencia de degradación de PAHs, para los compuestos de menor peso molecular. Para los compuestos de 5 y 6 anillos, se observó una menor degradación de estos compuestos. Con estos resultados, se puede concluir que los niveles de concentración de PAHs disminuirán en el tiempo por degradación, disminuyendo así su efecto tóxico.

The waste water treatment produces great volumes of biosolids, which have a high content of organic matter and macro and micro nutrients. This sustrate could be used to improve degradated soils. The soil amendment with biosolids can generate an environmental problem by the polluting agents present in the biosolid, such as the polycyclics aromatic hydrocarbons (PAHs). Traditionally, the extraction of PAHs from solid matrices is carried out by Soxhlet. Modern extraction techniques, such as pressurized solvent extraction (PSE), has demonstrated to have similar or even better recoveries, involving extraction times and solvent amounts significantly lower. The sample was extracted using a solvent mixture of 1:1 v/v acetone/ dichloromethane. The extraction system used (PSE), consist of: a HPLC pump, that supports a pressure up to 6000 psi; an aluminum oven, provided with a temperature controller; and an extraction cell (unfilled HPLC column (15 x 0.6 cm)), which contains the sample and where the extraction process occurs, in addition a cooler located outside the aluminum oven and a valve, that regulates the flow of the extract and the pressure of the system were used. The optimal conditions, for extraction were a temperature of 110 ºC and an extraction time of 42 minutes, and the recoveries ranged between 80-100% for the 16 PAHs studied. The soil samples were amended with biosolids (enriched with PAHs) and incubated in order to determine the extractability, lability and persistence of the PAHs polluting agents. For the incubation tests four soils were used and they were amended with a 30 Mg ha-1 dose of enriched biosolid and they were incubated in conditions of field capacity and to 25°C. In all soils, a clear tendency of degradation of PAHs was observed, for compounds of smaller molecular weight. For compounds of 5 and 6 aromatic ring, a smaller degradation was observed. With these results, we can conclude that the levels of PAHs concentration will diminish in the time by degradation.