Humedales contruidos de flujo subsuperficial horizontal: Efecto de la carga superficial y la presencia de vegetación en la remoción de arsénico y hierro y en la determinación del tiempo de retención hidráulico real

Abstract

El arsénico (As) es un metaloide altamente tóxico y que en ambientes naturales suele encontrarse junto con el hierro (Fe), un metal esencial para la salud humana y que no genera efectos nocivos en concentraciones menores a 2mg/l. Una alternativa de sistema de tratamiento para cursos de agua superficiales, económicamente viable, factible de instalar y operar en localidades aisladas, son los humedales construidos. La efectividad de estos sistemas para remover As ha sido verificada empleando piedra caliza/turba de coco y zeolita (Lizama,2013). Dicha efectividad depende principalmente del tipo de flujo y medio de soporte, del tipo de vegetación y de parámetros hidráulicos, tales como la carga superficial y el tiempo de retención del sistema. El presente trabajo representó las concentraciones del río Azufre, ubicado en la cuenca del río Lluta, que se caracteriza por presentar altas concentraciones de metales y metaloides en fase disuelta, en un sistema de humedales compuesto de seis celdas de acrílico independientes de flujo sub-superficial horizontal para la remoción de As y Fe, construido a escala de laboratorio, usando zeolita como medio de soporte y Phragmites australis en tres de las celdas para analizar el efecto de la vegetación. Además, cada celda operó bajo distintas cargas superficiales (20, 50 y 80 mm/d para la primera etapa y 20, 100 y 200 mm/d para la segunda etapa) para analizar el efecto en la remoción de As y Fe; y mediante pruebas de trazador estimar el tiempo de retención hidráulico real. La eficiencia promedio en la remoción de As en todas las celdas fue > 97,5 % y para el Fe > 63,3 %. Los resultados de la remoción de As indican que esta aumenta para las cargas superficiales menores, lo mismo ocurre para la remoción de Fe, donde la carga superficial y la eficiencia en la remoción están relacionados mediante el pH, dado que a mayor carga superficial disminuye el pH y por ende reduce la remoción de Fe mediante precipitación de óxidos de Fe. La remoción de sulfato también está relacionada con la carga superficial, siendo mayor para las cargas superficiales menores. La presencia de vegetación aumentó la remoción de As para las cargas superficiales menores (20 y 100 mm/d), de igual forma para el Fe, para la carga menor (20 mm/d). En cuanto al efecto de la carga superficial en los tiempos de retención hidráulicos reales, éstos fueron menores al tiempo de retención hidráulico nominal para las cargas menores (20 y 100 mm/d). Al analizar el rol de la vegetación, se concluye que los tiempos de retención hidráulicos reales fueron menores en los humedales, al comparar con respecto a las celdas de control, ésto, debido a que la presencia de raíces que mejora los patrones de contacto.