ES2203326A1 - Utilización de residuos industriales ricos en yeso para la retención in situ de metales pesados. - Google Patents
Utilización de residuos industriales ricos en yeso para la retención in situ de metales pesados.Info
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Abstract
Utilización de residuos industriales ricos en yeso para la
retención in situ de metales pesados.
Los residuos industriales de naturaleza yesífera, pueden ser
utilizados para la inmovilización de metales pesados y tanto para
la prevención de procesos de contaminación como para el tratamiento
de materiales ya contaminados.
Esta invención se encuadra en el ámbito de la tecnología
medioambiental y puede ser utilizada en todos aquellos sectores
agrícolas e industriales en los que intervengan productos con pH
ácido o neutro y alto contenido en metales pesados y cuyas
actividades generen o puedan generar contaminación de suelos y
aguas. Ejemplos concretos serían las industrias relacionadas con la
fabricación del acero, fertilizantes, pinturas, industria minera,
así como la del tratamiento de residuos urbanos e industriales.
Description
Utilización de residuos industriales ricos en yeso para la
retención in situ de metales pesados.
La invención se encuadra en el sector de la tecnología
medioambiental, las industrias relacionadas con la fabricación del
acero, fertilizantes, pinturas, industria minera, así como la del
tratamiento de residuos urbanos e industriales.
En la actualidad, existen del orden de 1.400.000 zonas de la
Comunidad Europea que presentan problemas por contaminación del
suelo con elementos traza. La recuperación de estos suelos puede
suponer un coste aproximado de 71.500 millones de dólares (Lombi,
E., Zhao, F. J., Zhang, G., Sun, B., Fitz, W., Zhang, H., and
McGrath, S. P. 2002. Environmental Pollution. 118: 435-443).
Las tecnologías actuales de tratamiento de suelos y sedimentos
contaminados, que recurren principalmente a la excavación y
retirada del material contaminado, que bien es descontaminado
mediante alguna de las técnicas existentes (Yu-Liang, C., Lu- Hua,
H., Ming-Shing, W., Ren-Jie, J., and Rung-Chuen, S. 2001. TW436335;
Lennart, O., and Gorean, A. 1998. EP0857520; Doyle, M. P. 2000.
US6149351) o es almacenado como un residuo más, son demasiado
costosas para ser empleadas de forma extensiva. Por otra parte,
muchas de estas tecnologías son invasivas (Kerfoot, W. 2002,
EP1174197) y, en ocasiones, no permiten la restauración del
equilibrio natural del medio ambiente. Por estos motivos, en los
últimos años, la retención in situ de metales pesados mediante
la aplicación de distintas enmiendas en el suelo, está siendo
objeto de creciente interés. Con la aplicación de estas enmiendas
se consigue reducir la movilidad y biodisponibilidad de los
metales, minimizando el riesgo de que alcancen la cadena trófica o
contaminen las reservas hídricas. Mediante esta manipulación del
suelo, no se produce una reducción real de la concentración de los
metales, sin embargo, los riesgos ambientales y sobre la salud se
reducen, permitiendo que el suelo natural permanezca físicamente
intacto. Estas técnicas de remediación son además, complementarias
al empleo de especies vegetales bioacumuladoras, pudiéndose
finalmente conseguir una mejor efectividad en el tratamiento de
suelos y sedimentos contaminados.
Tradicionalmente, los suelos contaminados por metales pesados han
sido tratados con caliza o caliza dolomítica, aunque considerando
los resultados referidos en la bibliografía, su utilización no es
tan efectiva como la de otros productos. Por otra parte, su efecto
en la inmovilización de los metales se restringe a los primeros
centímetros de profundidad del suelo debido a su escasa
solubilidad.
Los fosfatos son uno de los agentes inmovilizantes de metales
pesados más universales, debido a su gran tendencia para formar
precipitados con los mismos. Con este fin se han empleado tanto
ortofosfatos solubles como distintos minerales fosfatados de la
familia de los apatitos (hidroxiapatito, fluoroapatito,
cloroapatito, carbonato apatito), roca fosfórica, depósitos
marinos de fosforita, y fertilizantes fosfatados (Ruby, M. V.,
Davis, A., and Nicholson, A. 1994. Environmental Science and
Technology. 28:646-654; Ma, Q. Y., Traina, S. J., Logan, T. J., and
Ryan, J. A. 1993. Environmental Science and Technology.
27:1803-1810; Ma, Q. Y., Traina, S. J., Logan, T. J., and Ryan, J.
A. 1994. Environmental Science and Technology. 28:1219-1228; Ma, L.
Q., and Rao, G. N. 1997. Journal of Environmental Quality. 26:
788-794; Ma, L. Q., Choate, A. L., and Rao, G. N. 1997. Journal of
Environmental Quality. 26: 801- 807; Boisson, J., Mench, M.,
Vangronsveld, J., Ruttens, A., Koppenen, P., and De Koe, T. 1999.
Communications in Soil Science and Plant Analyses. 30:365-387;
Seaman, J. C., Arey, J. S., and Bertsch, P. M. 2001. Journal of
Environmental Quality. 30:460- 469; Stanforth R. R., and Chowdhury,
A. K., 1993. US5202033; Eighmy, T. T., 2001. US6290637). Pal, D.
and Yost, K. (1993, US5193936) proponen la utilización de agentes
fosfatados previo tratamiento con un compuesto sulfatado para la
fijación y estabilización de plomo en suelos y residuos sólidos
contaminados. Igualmente, Yoshihiro, H., and Katsumi, M. (1999.
JP11300313) reducen la movilidad de metales pesados en cenizas
volantes usando un proceso de mezcla con ácido fosfórico y
distintas sales del mismo, si bien para su mayor efectividad se
debe añadir distintos compuestos de calcio y magnesio. Igualmente,
Stanforth, R. R. (1991, US5037479) añade óxido e hidróxido de
magnesio y carbonato magnésico y cálcico a los compuestos
fosfatados para aumentar el efecto atenuante de la movilidad de
metales pesados de los fosfatos.
Por otra parte, es conocida la capacidad de adsorción de metales
pesados de otros constituyentes del suelo, tales como los
oxi-hidróxidos de hierro, aluminio y manganeso (McKenzie, R. M.
1980. Australian Journal of Soil Research. 18: 61-73; Fu, G.,
Allen, H. E., and Cowan, C. E. 1991. Soil Science. 152:72-81;
Khattak, R. A., and Page, A. L. 1992. pp. 383-400. In D. C.
Adriano (ed.), Biogeochemistry of trace metals. Lewis Publ., Boca
Raton, FL; Mench, M, Vangronsveld, J., Didier, V., and Clijsters,
H. 1994. Environmental Pollution. 86: 279-286). Sin embargo, aún se
desconoce en qué medida estos compuestos amorfos pueden mitigar la
biodisponibilidad de los metales que adsorben (Forster, C.,
Kuntze, H., and Pluquet, E. 1984, pp. 426-430. In Processing and
use of sewage sludge. P. L'Hermite y H. D. Ott, eds. Reidel Publ.
Co., Dordrecht, The Netherlands). Asimismo, se desconoce la
estabilidad de estos compuestos a largo plazo, su resistencia a la
degradación microbiana, al pH ácido o a cambios del potencial
redox en el suelo (Mench, J. M., Didier, V. L., Löffler, M., Gómez,
A., and Masson, P. 1994. Journal of Environmental Quality 23:
58-63).
Otro producto que ha sido empleado en la inmovilización de
metales pesados en suelos es el cemento (Kota, N., Yoshinori, C.,
Tsuneyuki, Y., Toshihito, U., Kauru, I. 2001. JP2001293462), sin
embargo, este tipo de productos tiene un efecto negativo en el
suelo y requiere de la adición de agentes quelantes junto con ácido
fosfórico o una de sus sales.
La utilización de residuos industriales para mejorar la capacidad
retención de metales pesados en suelos y sedimentos, prevenir los
procesos de contaminación o recuperar zonas contaminadas, tiene la
ventaja de dar una vía de reutilización controlada a dichos
residuos que adquieren, por lo tanto, un valor añadido. Wessolek,
G., and Fahrenhorst, C. (1994. Soil Technology. 7:221-232),
Vangronsveld, J., Van Assche, F., and Clijsters, H. (1995,
Environmental Pollution, 87:51-59), Vangronsveld, J., Colpaert, J.
V., and Van Tichelen, K. K. (1996, Environmental Pollution,
94:131-140) y Lombi, E., Zhao, F. J., Zhang, G., Sun, B., Fitz,
W., Zhang, H., and McGrath, S. P. (2002. Environmental Pollution.
118: 435-443) han puesto de manifiesto el gran poder inmovilizante
de plomo y cadmio de la beringita, un aluminosilicato producido en
Bélgica en la combustión de residuos de la industria minera del
carbón. Sin embargo, este subproducto ha dejado de ser producido
por lo que no está disponible para su uso en la recuperación de
zonas contaminadas (Lombi, E., Zhao, F. J., Zhang, G., Sun, B.,
Fitz, W., Zhang, H., and McGrath, S. P. 2002. Environmental
Pollution. 118: 435- 443). También Jacob, V. M., Matychenkov, V.
V., and Bochamikova, E. A. (1998. RU2122903) proponen el empleo de
mezclas de productos silicatados en distintas proporciones y con
distinto grado de cristalinidad. Sin embargo, estos productos deben
ser mezclados con el suelo contaminado que queda alterado en su
composición y características físicas de forma irreversible.
Carbonell, A. A., Porthouse, J. D., Mulbah, C. K., DeLaune, R. D.
and Patrick Jr., W. H. (1999. Journal of Environmental Quality
28:232-242) indican que mediante la aplicación de fosfoyeso
(riqueza menor del 60% en sulfatos) a sedimentos aluviales en
condiciones anóxicas se produce la precipitación de los metales
pesados como sulfuros insolubles, reduciéndose la concentración de
los metales en la fase acuosa. Estos mecanismos de acción son sólo
posibles en el caso de que los materiales contaminados se
encuentren en condiciones anaeróbicas, limitando enormemente el
campo de aplicación de la técnica propuesta para la inmovilización
de los metales.
También han sido usados residuos ricos en ferrhydrita pobremente
cristalizada, provenientes de la industria de la fabricación del
pigmento de óxido de titanio (Chlopecka, A., and Adriano, D. C.
1996. a Environmental Science and Technology. 30:3294-3303) siendo
más eficaz que la caliza y otros materiales como la zeolita y el
hidroxiapatito, en la reducción de la biodisponibilidad del Zn en
suelos cultivados. Otro material empleado es el residuo de la
industria de extracción de aluminio a partir de bauxita,
vulgarmente llamado barro rojo, que fue utilizado en dosis elevadas
para la retención de cadmio, zinc fósforo y otros nutrientes en
suelos arenosos (Müller, I. and Pluquet, 1997. Water Science and
Technology 37:379-386). Sin embargo, su aplicación tiene el efecto
negativo de que su alta alcalinidad debe ser neutralizada con la
aplicación de yeso para no impedir el crecimiento de las plantas.
Peocock, S. and Rimmer, D. L. (2000. Journal of Environmental
Quality 29:1969-1975) estudian la eficacia de la aplicación
conjunta de un residuo yesífero rico en óxidos de hierro (del orden
del 40% en Fe_{2}O_{3}) y fertilizantes, para atenuar las
deficiencias de azufre en suelos agrícolas. Sin ser el objeto
principal de su estudio, los autores observan que este residuo
puede tener un efecto beneficioso en la enmienda de suelos
contaminados principalmente con plomo. Sin embargo, la aplicación
continua de este tipo de residuo rico en óxidos de hierro podría
conducir a la acumulación de dichos compuestos de hierro en el
suelo de forma irreversible.
Gworek, B. (1992. Plant and Soil, 143:71-74) empleó zeolitas para
reducir la biodisponibilidad de plomo en suelos contaminados, si
bien estudios en batería y en columnas de suelo indicaron que la
zeolita aumentaba su efectividad para retener el cadmio, cuando se
aplicaba conjuntamente con sulfato ferroso (Czupyrna, G., Levy,
R.D., McLean, A. I., and Gold, H. 1989. In situ immobilization of
heavy-metal-contaminated soils. Noyes Data Corp., Park
Ridge, NJ). Más recientemente, se han aplicado zeolitas obtenidas
a partir de cenizas volantes producidas en centrales térmicas de
combustión de carbón, para la reducción de la movilidad de metales
pesados (cadmio, cobalto, cobre, níquel, zinc y arsénico) en suelos
contaminados como resultado del accidente de la mina de
Aznalcóllar. En aquellas zonas donde se requería un aumento de pH
importante fue necesario la aplicación de caliza. Otros
subproductos ricos en oxi-hidróxidos de hierro y aluminio
provenientes de la industria de la acería, han sido aplicados como
enmienda única o en combinación con otros productos como caliza,
beringita y birnessita (un oxido de manganeso hidratado) (Mench, M.
J., Manceau, A., Vangronsveld, J., Clijsters, H., and Mocquot, B.
2000. Agronomie 20: 383-397).
La mayor parte de estos subproductos presentan características
alcalinas y una matriz sólida capaz de adsorber y fijar metales por
sí misma. Ambas propiedades son responsables del poder de
retención que proporcionan al material contaminado en el que son
aplicados. Sin embargo, la modificación del pH del suelo es un
efecto efímero y, por otra parte, las características adsorbentes
de estos materiales dependen en gran medida de la superficie
especifica del material, es decir, del tamaño de partícula en el
que son aplicados. Esto supone la necesidad en muchos casos de un
reprocesamiento de los subproductos, antes de ser aplicados con lo
que aumenta el coste de su utilización. Por otra parte, la mayor
parte de estos productos son poco solubles por lo que deben ser
mezclados con el material en el que se aplican y difícilmente
alcanzan profundidades mayores en el caso de ser aplicados en
suelos.
Una alternativa a estos materiales es la propuesta por los
autores de esta patente que consiste en la utilización de
subproductos ricos en yesos (contenido en yeso superior al 80% en
peso) que potencien las funciones propias del suelo, como su
capacidad de retención de metales, de neutralización del pH, y de
transformación de sustancias tóxicas, funciones que el suelo
debería ejercer de forma natural. Este tipo de residuos tiene la
ventaja de aumentar la capacidad de intercambio catiónico del suelo
mediante un aumento del pH y de la conductividad eléctrica, de
producir reacciones de precipitación entre los metales pesados y
los iones sulfato y fosfato que los componen y de ser efectivos en
capas más profundas del suelo o sedimento dadas sus características
hidrosolubles. De esta forma, la adición de estos subproductos es
efectiva incluso en dosis bajas para la reducción de la movilidad
y biodisponibilidad de un gran número de metales pesados.
Asimismo, estos subproductos no requieren ser manipulados antes de
su aplicación. Su tamaño de partícula y solubilidad hacen que puedan
ser aplicados en forma sólida sobre la superficie del suelo,
disueltos mediante distintos dispositivos de riego, incorporados
en mallas geotextiles o mezclados con otros agentes orgánicos o
inorgánicos. Estos productos yesíferos pueden ser empleados para
controlar la contaminación ambiental, prevenir los procesos de
contaminación en zonas de riesgo, tratar suelos y sedimentos
contaminados, así como para el tratamiento de otros subproductos
como son los lodos de depuradora y los purines. El producto se
compone fundamentalmente de yeso pudiendo además llevar pequeñas
cantidades de óxidos de hierro y fosfato cálcico. Además de
aumentar la capacidad de retención, estos productos enmiendan la
acidez del suelo mediante la eliminación de aluminio y manganeso
fitotóxico, lo que favorece el crecimiento radicular de las plantas.
En este sentido, existe una gran experiencia científico-técnica
sobre el empleo de estos subproductos en suelos agrícolas, lo que
asegura la inocuidad ambiental de su aplicación y la posibilidad de
su utilización repetida (Alcordo, I. S. and Rechcigl, J. E. 1993.
Advances in Aronomy, 49: 55-118; Fauziah, I., Zauyah, S. and
Jamal, T. 1996. The Science of the Total Environment, 188:
243-251).
En resumen, en esta patente se presenta un método de
estabilización in situ de metales pesados que consiste en
aumentar la capacidad de retención de dichos contaminantes en
suelos, sedimentos y otros materiales peligrosos en estado sólido,
semi-sólido o líquido mediante la aplicación de residuos
industriales ricos en yeso, bien en estado sólido, en forma de
pasta o en disolución.
El objeto de esta patente es la utilización de residuos
industriales ricos en yeso para aumentar la retención de metales
pesados en suelos, sedimentos y otros materiales contaminados, con
el fin de reducir la movilidad de los metales, impidiendo su
incorporación a la cadena trófica y la contaminación de las
reservas hídricas. Asimismo, mediante esta patente se brinda la
opción de reutilizar los subproductos yesíferos generados a partir
de distintos procesos de producción industrial y cuyo
almacenamiento supone un problema medioambiental para las citadas
empresas.
Estos productos yesíferos pueden ser empleados para controlar la
contaminación ambiental, prevenir los procesos de contaminación en
zonas de riesgo, tratar suelos y sedimentos contaminados, así como
para el tratamiento de otros subproductos como son los lodos de
depuradora y los purines. Destaca el hecho que en el caso de ser
utilizados para el tratamiento de suelos y sedimentos contaminados,
estos productos son activos en las capas subsuperficiales. Otra
ventaja adicional es el hecho de potenciar los mecanismos propios
de suelos y sedimentos que les dotan con la capacidad de actuar
como un filtro medioambiental.
El objeto de esta patente es la utilización de residuos
industriales ricos en yeso (contenido en yeso superior al 80% en
peso, pudiendo presentar pequeñas proporciones de fosfato cálcico y
óxidos de hierro) para aumentar la retención de metales pesados en
suelos, sedimentos y otros materiales contaminados, con el fin de
reducir la movilidad de los metales e impedir su incorporación a la
cadena trófica y la contaminación de las reservas hídricas.
Asimismo, mediante esta patente se brinda la opción de reutilizar
los subproductos yesíferos generados a partir de distintos
procesos de producción industrial y cuyo almacenamiento supone un
problema medioambiental para las citadas empresas.
El poder mejorante de los subproductos descritos, radica en que
su aplicación produce un aumento del pH del material tratado, un
aumento de la carga negativa pH-dependiente del complejo de cambio,
en el caso de tratarse de suelos, que puede ir acompañado de la
precipitación y coprecipitación de los metales pesados con los
iones sulfato y fosfato. Asimismo, la adición de estos subproductos
produce el desplazamiento del aluminio del complejo de cambio del
suelo y la polimerización de oxi-hidróxidos de aluminio que debido
a sus características químicas tienen un gran poder de retención
de metales pesados. El aumento de la capacidad de retención junto
con la enmienda ácida mediante la eliminación de aluminio y
manganeso fitotóxico, favorece el crecimiento radicular de las
plantas en los horizontes subsuperficiales.
El método consiste en la aplicación homogénea del subproducto
sobre la superficie del suelo, sedimento u otros materiales en los
cuales se quiera soslayar o prevenir la contaminación. Estos
subproductos tienen la ventaja además de no requerir una
preparación previa antes de su aplicación. Su tamaño de partícula y
solubilidad hacen que puedan ser aplicados en forma sólida sobre la
superficie del suelo, semisólida o disuelta mediante distintos
dispositivos de riego, incorporados en mallas geotextiles o
mezclados con otros agentes orgánicos o inorgánicos. Asimismo,
mientras que en el caso de la aplicación de otros materiales
enmendantes, los excedentes aplicados no son eliminados de forma
natural, en el caso de la aplicación de estos subproductos
yesíferos lo son a través de los procesos naturales de lavado. Los
riegos posteriores o la propia precipitación natural de la zona,
disolverá el subproducto que llegará a zonas profundas con el agua
de percolación ejerciendo su acción mejorante. Esta es una ventaja
de la aplicación de estos subproductos industriales en comparación
con otros productos y técnicas descritas en la bibliografía.
La dosis en las que pueden ser añadidos estos productos depende
de la concentración de metales pesados a estabilizar. Como pauta
para establecer la dosis se propone el cálculo de la cantidad
necesaria para aumentar el pH del material tratado en una unidad.
Para tal fin, bastará realizar un estudio en batería mezclando el
material con el subproducto en dosis crecientes y determinar la
cantidad necesaria cuando el pH de la mezcla aumenta una unidad.
En este sentido, otra ventaja del método propuesto es que, estos
subproductos yesíferos ejercen su acción a dosis considerablemente
menores a las de otros productos descritos en la bibliografía. Las
experiencias desarrolladas por los autores de la patente indican que
cuando son aplicados en suelos ácidos, estos subproductos pueden ser
efectivos en el rango comprendido entre 0.5 Mg ha^{-1} y 40 Mg
ha^{-1}.
Frente al trabajo realizado por Carbonell, A. A., Porthouse, J.
D., Mulbah, C. K., DeLaune, R. D. and Patrick Jr., W. H. (1999.
Journal of Environmental Quality 28:232-242) que como se ha dicho
antes hace referencia a la aplicación de fosfoyeso en sedimentos
aluviales en condiciones anóxicas, la presente invención tiene
otros mecanismos de acción en los que no se produce la
precipitación de sulfuros en condiciones anóxicas y, por lo tanto,
su utilidad no se restringe a estas condiciones ambientales tan
extremas. Por otra parte, frente al residuo yesífero rico en óxidos
de hierro (del orden del 40% en Fe_{2}O_{3}) empleado por
Peocock, S. and Rimmer, D. L. (2000. Journal of Environmental
Quality 29:1969-1975), la presente invención evita el efecto
adverso para los suelos que supone la acumulación irreversible de
los óxidos de hierro.
Por último, cabe indicar que dado el bajo coste de su aplicación,
esta técnica de remediación es especialmente interesante para su
empleo en grandes extensiones de terreno, así como para la
aplicación repetida en los materiales tratados que supongan un
riesgo de contaminación por metales pesados.
A continuación se presentan 3 ejemplos de utilización de dos
residuos ricos en yeso.
Por un lado, el fosfoyeso que se trata de un residuo de la
industria de los fertilizantes y, por otro, el yeso rojo,
subproducto que se forma en la industria de las pinturas.
Ejemplo
1
Después de un año de haber aplicado el yeso rojo en fase sólida
(dosis del orden 9 Mg ha^{-1}) a suelos ácidos tipo Palexerult,
se detecta que el complejo de cambio del suelo está modificado a
una profundidad de hasta 40 cm sin la utilización de riego
artificial, lo que indica la rapidez del efecto de la adición del
subproducto en la capacidad de retención de metales pesados.
Se tomaron columnas de suelo inalterado de estas parcelas
tratadas con el yeso rojo y se añadieron sobre su superficie
volúmenes conocidos de una solución que contenía 500 mg L^{-1} de
plomo, cadmio, níquel y zinc. Posteriormente, las columnas fueron
regadas de forma controlada y los líquidos lixiviados recogidos
automáticamente. En estos líquidos la determinación de las
concentraciones de los metales, permitió comprobar que el
tratamiento con yeso rojo producía una disminución clara de la
movilidad de los metales en comparación con las columnas de suelo
control no tratado (Figura 1).
La extracción secuencial por vía química de los metales pesados
asociados a los distintos componentes de la fase sólida del suelo,
realizada a distintas profundidades de las columnas, muestra el
aumento de la concentración de los metales unidos al complejo de
cambio, a los componentes amorfos y a la materia orgánica en el caso
de las muestras tratadas con el yeso rojo (Tabla 1).
\begin{center}\begin{tabular}{|ccccccc|}\hline Cd \+ \+ \+ \+
\+ \+ \\\hline \+ Profundidad \+ FI \+ FII \+ FIII \+ Suma \+
FTotal \\ \+ \+ \+ \+ \+ FI-FIII \+ \\\hline Control \+ 0-4
\+ 34.76 \+ 12.40 \+ 1.00 \+ 48.16 \+ 46.96 \\ \+ 8-12 \+
15.20 \+ 8.80 \+ 0.90 \+ 24.90 \+ 31.24 \\ \+ 16-20 \+ 9.44
\+ 4.00 \+ 0.50 \+ 13.94 \+ 15.68 \\\hline Yeso Rojo \+ 0-4 \+
159.0 \+ 34.00 \+ 2.75 \+ 195.8 \+ 172.0 \\ \+ 8-12 \+ 3.48
\+ 1.20 \+ 0.25 \+ 4.93 \+ 5.71 \\ \+ 16-20 \+ 0.40 \+ - \+
0.20 \+ 0.60 \+ 0.49 \\\hline Ni \+ \+ \+ \+ \+ \+ \\\hline
Control \+ 0-4 \+ 32.44 \+ 7.60 \+ 2.70 \+ 42.74 \+ 46.90 \\
\+ 8-12 \+ 15.84 \+ 4.80 \+ 2.05 \+ 22.69 \+ 31.11 \\ \+
16-20 \+ 9.52 \+ 3.60 \+ 1.45 \+ 14.57 \+ 19.62 \\\hline Yeso
Rojo \+ 0-4 \+ 153.0 \+ 26.40 \+ 10.25 \+ 189.7 \+ 203.0 \\
\+ 8-12 \+ 3.88 \+ 2.00 \+ 0.65 \+ 6.53 \+ 10.42 \\ \+ 16-20
\+ 0.92 \+ 1.20 \+ 0.65 \+ 2.77 \+ 7.25 \\\hline Pb \+ \+ \+ \+
\+ \+ \\\hline Control \+ 0-4 \+ 70.48 \+ 103.0 \+ 7.30 \+
180.8 \+ 209.0 \\ \+ 8-12 \+ 0.48 \+ 0.40 \+ - \+ 0.88 \+
10.98 \\ \+ 16-20 \+ 0.36 \+ 2.40 \+ - \+ 2.76 \+ 9.10
\\\hline Yeso Rojo \+ 0-4 \+ 117.0 \+ 174.0 \+ 9.70 \+ 300.7
\+ 333.0 \\ \+ 8-12 \+ 0.48 \+ - \+ - \+ 0.48 \+ 10.05 \\
\+ 16-20 \+ 0.56 \+ 0.80 \+ - \+ 1.36 \+ 7.97 \\\hline Zn \+
\+ \+ \+ \+ \+ \\\hline Control \+ 0-4 \+ 28.28 \+ 8.40 \+ 0.20
\+ 36.88 \+ 47.57 \\ \+ 8-12 \+ 12.48 \+ 5.60 \+ - \+ 18.08
\+ 32.12 \\ \+ 16-20 \+ 13.08 \+ 4.40 \+ - \+ 17.48 \+ 28.53
\\\hline Yeso Rojo \+ 0-4 \+ 146 \+ 29.60 \+ 8.70 \+ 184.3 \+
203.0 \\ \+ 8-12 \+ 1.32 \+ - \+ 0.10 \+ 1.42 \+ 12.21 \\
\+ 16-20 \+ 4.40 \+ 1.60 \+ 0.05 \+ 6.05 \+ 21.19
\\\hline\end{tabular}\end{center}
TABLA
1
Concentración (mg L^{-1}) de los metales pesados asociados a
los distintos componentes de la fase sólida del suelo, obtenida
mediante extracción secuencial por vía química después de los
experimentos de lixiviación realizados en columnas inalteradas de
suelo. FI = Fracción intercambiable; FII = Fracción unida a óxidos
amorfos; FIII = Fracción unida a materia orgánica; Suma FI-FIII =
Suma de las concentraciones de los metales unidos a las fracciones
FI a FIII; FTotal = Fracción total resultado del ataque con agua
regia.
Ejemplo
2
En este caso, se tomaron columnas inalteradas de un suelo ácido
tipo Palexerult y se les añadió en el laboratorio una solución de 2
g L^{-1} de fosfoyeso diluida hasta obtener una concentración
final de 13 mg L^{-1} de calcio que supone una dosis de 0.43 Mg
ha^{-1} del subproducto. A continuación se añadió un volumen
conocido de una solución que contenía 500 mg L^{-1} de los
metales plomo, cadmio y cobre. Posteriormente, las columnas fueron
regadas y los líquidos del lavado recogidos de forma automática.
En estos líquidos la determinación de las concentraciones de los
metales indicó que el tratamiento con fosfoyeso producía una
disminución clara de la concentración de los metales en
comparación con las columnas control no tratadas.
Asimismo, estos resultados muestran que los subproductos son
efectivos cuando se adicionan al suelo en disolución y en dosis muy
bajas, pues se demuestra que la cantidad total de metal pesado
lixiviado es mucho menor en el caso de las columnas tratadas con
el subproducto que en el caso de las columnas de suelo control no
tratado (Figura 2).
Ejemplo
3
Una cantidad determinada de suelo se incubó con dosis de 40 Mg
ha^{-1} de los subproductos en fase sólida. Las mezclas se
mantuvieron en contacto a humedad constante correspondiente a la
capacidad de campo del suelo, durante periodos de tiempo
comprendidos entre 2 y 24 semanas. Posteriormente, se tomaron
muestras de las mezclas que se hicieron interaccionar con
soluciones de concentraciones de 10, 25, 50, 250, 500 y 1000 mg
L^{-1} de plomo, cadmio y cobre durante 24 h. A continuación, las
suspensiones fueron centrifugadas y filtradas. El análisis
cuantitativo de la concentración de los metales en los filtrados,
permitió concluir que en las muestras tratadas con los
subproductos se retenía una mayor cantidad de metales que en las
muestras sin tratar (Figuras 3 y 4).
Figura 1. Curvas de elución de Cd en columnas inalteradas de
suelo. Los cuadrados corresponden a la columna de suelo control y
los círculos a la columna de suelo tratado con yeso rojo.
Figura 2. Curvas de elución de Cd en columnas inalteradas de
suelo. Los cuadrados corresponden a la columna de suelo control y
los círculos a la columna de suelo tratado con fosfoyeso.
Figura 3. Isotermas de sorción de Cd, Cu y Pb en suelo control y
tratado con yeso rojo. Los símbolos sin rellenar corresponden al
suelo control y los rellenos al suelo tratado. Los rombos se
refieren al Cd, los cuadrados al Cu y los círculos al Pb.
Figura 4. Isotermas de sorción de Cd, Cu y Pb en suelo control y
tratado con fosfoyeso. Los símbolos sin rellenar se corresponden
con el suelo control y los rellenos con el suelo tratado. Los
rombos se refieren al Cd, los cuadrados al Cu y los círculos al
Pb.
Claims (9)
1. Utilización de residuos industriales ricos en yeso para la
retención in situ de metales pesados caracterizada porque
dichos residuos presentan una riqueza en yeso superior al 80% en
peso, pudiendo ir acompañado de pequeñas proporciones de
oxi-hidróxidos de hierro y de elementos químicos tales como el
fósforo.
2. Utilización de residuos industriales ricos en yeso para la
retención in situ de metales pesados, según la reivindicación
1, caracterizada porque dichos residuos pueden aplicarse en
suelos, sedimentos y otros materiales contaminados y porque la
retención en condiciones aeróbicas se produce debido a:
a) un aumento del pH y de la capacidad de intercambio catiónico
del material tratado,
b) la formación de complejos con la materia orgánica y a los
componentes no cristalinos de la fase sólida del suelo,
c) la precipitación de los metales pesados con los iones sulfato
y fosfato.
3. Utilización de residuos industriales ricos en yeso para la
retención in situ de metales pesados según las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque los residuos no
requieren de un tratamiento previo a su utilización.
4. Utilización de residuos industriales ricos en yeso según las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los residuos
pueden ser empleados para la inmovilización de metales pesados en
suelos contaminados, sedimentos y otros materiales de distinta
índole tales como lodos de depuradora y residuos orgánicos de
explotaciones agropecuarias.
5. Utilización de residuos industriales ricos en yeso para la
retención in situ de metales pesados según las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los residuos se
aplican con el fin de prevenir la contaminación por metales pesados
de los recursos hídricos, y la introducción de los mismos en la
cadena trófica.
6. Utilización de residuos industriales ricos en yeso para la
retención in situ de metales pesados según la reivindicación 5
caracterizada porque los residuos pueden ser empleados en
zonas agrícolas, urbanas e industriales que presenten riesgo de
contaminación.
7. Utilización de residuos industriales ricos en yeso para la
retención in situ de metales pesados según las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los residuos se
emplean sólos o en conjunción con otros compuestos.
8. Utilización de residuos industriales ricos en yeso para la
retención in situ de metales pesados según las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque los residuos
pueden ser aplicados en fase sólida, semisólida o disueltos.
9. Utilización de residuos industriales ricos en yeso para la
retención in situ de metales pesados según las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque los residuos son
efectivos a dosis bajas, medias y altas (desde menores de 0.5 Mg
ha^{-1} a 40 Mg ha^{-1}) y que pueden ser aplicados de forma
repetida sin suponer un deterioro de la calidad del suelo o
sedimento.
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|---|---|---|---|
| ES200201375A ES2203326B1 (es) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | Utilizacion de residuos industriales ricos en yeso para la retencion in situ de metales pesados. |
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| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2203326B1 (es) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3921805A1 (de) * | 1988-07-05 | 1990-01-18 | Horst Prof Dr Bannwarth | Mittel zur duengung, bodenmelioration und zum schutz der gewaesser |
| EP0707056A1 (en) * | 1994-08-23 | 1996-04-17 | Dravo Lime Company | A soil ameliorant and a method of ameliorating acid soil to enhance plant growth |
| US5916123A (en) * | 1990-03-16 | 1999-06-29 | Sevenson Environmental Services, Inc. | Fixation and stabilization of metals in contaminated soils and materials |
-
2002
- 2002-06-14 ES ES200201375A patent/ES2203326B1/es not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PEACOCK S. "The suitability of an iron oxide-rich gypsum by-product as a soil amendment". J. Environ. Qual., 29, 1969-1975 (2000). * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2203326B1 (es) | 2005-06-01 |
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