Agua Oxigenada contra la Contaminación de Suelos por hidrocarburos

La noticia que ofrecemos hoy me pareció interesante debido a las propiedades del agua oxigenada. Se trata de una sustancia oxidante fuertemente microbicida, que al descomponerse no deja residuos en el medio edáfico. Eso sí, debe alterar temporalmente la biología del suelo por generar estragos en sus comunidades microbianas. Los autores del estudio proponen una metodología que pudiera ser muy efectiva a la hora de degradar ciertos hidrocarburos contaminantes. Ahora bien resulta que con mucha frecuencia sería necesario, añadir el ión ferroso como catalizador. Más aun, para que surja el efecto deseado también deben incorporarse EDTA y/o citratos como agentes quelantes. Estos últimos pueden alterar la química del suelo por su propia naturaleza, aunque no sabría especificar en que magnitud. Finalmente, si uno analiza el precio del EDTA observa cifras como 50 gramos = 80 dólares, lo cual se me antoja una cantidad considerable, sino es aplicado a sitios contaminados muy focalizados y de reducidas extensiones superficiales. No tengo porque dudar o defender su efectividad ni la calidad del estudio. Ahora bien se trata de esas noticias que parecen muy sugerentes, en primera instancia, por su título (léase no impactante a medio y largo plazo sobre el suelo apelando a un compuesto de tan fácil acceso como el agua oxigenada) pero que se complica poco a poco, conforme transcurre la lectura del texto.  A parte de los “aditivos” la noticia parece dar a entender que su efectividad tan solo se ha demostrado en condiciones del suelo muy concretas (léase: ¿y en otras distintas?) y lo que me genera más dudas: ¿exclusivamente en condiciones de laboratorio? Es decir que el título entusiasma pero después (….). Se trata de esas notas decprensa que a uno le gustaría ofrecer por mostrar  metodologías buenas, bonitas, baratas, contrastadas en condiciones reales campo y, aplicable a tipos de suelos muy variados. Sin embargo, reconociendo mi ignorancia sobre el tema (y no queriendo desmerecer en modo alguno a los autores), uno finalmente se queda con un mar de dudas. ¿Vosotros que pensáis? ¿Aporta alguna gran novedad? ¿Podría ser efectiva en muchos ambientes? ¿Resulta ser comparativamente económica respecto a otras propuestas metodológicas?. ¿Es merecedora de portada en los medios de comunicación? Lo dicho, personalmente albergo un mar de dudas.

Juan José Ibáñez

Suelo contaminado. Fuente: Environment.no

Aplicación de agua oxigenada para la remediación de suelos contaminados

El grupo de investigación Intensificación de Procesos Químicos y Medioambientales (INPROQUIMA) perteneciente a la Universidad Complutense de Madrid (UCM) trabaja en la selección de un procedimiento in situ de remediación de suelos contaminados por compuestos orgánicos que logre optimizar la efectividad de la técnica minimizando los riesgos del tratamiento aplicado.

FUENTE | UCM – mi+d  05/09/2011

Los suelos contaminados con hidrocarburos representan un desafío para los especialistas en remediación. La aplicación del proceso de Fenton clásico -usado habitualmente en el tratamiento de aguas residuales- para la recuperación de suelos contaminados por hidrocarburos constituye la base de una de las técnicas de remediación de suelos más comúnmente empleadas en la actualidad: la oxidación química in situ (ISCO). Esta técnica emplea agentes oxidantes para transformar químicamente los contaminantes en productos mineralizados, degradándolos a CO₂ y a fragmentos orgánicos fácilmente biodegradables.

El proceso Fenton clásico utiliza peróxido de hidrógeno (H₂O₂), también conocido como agua oxigenada, que actúa como agente oxidante, e ión ferroso (Fe2+) en calidad de catalizador. El papel del Fe²⁺ consiste en descomponer al H₂O₂ para dar lugar a los radicales hidroxilo (OH•) que es la especie que realmente va a atacar a los contaminantes (esquema de reacción mostrado en la Figura 1). La reacción óptima de generación de los radicales ocurre bajo condiciones de pH relativamente bajo (pH de 2 a 4).

Una de las limitaciones para la aplicación del proceso de Fenton en la remediación de suelos es la movilidad del reactivo de Fenton (es decir, H₂O₂/ Fe²⁺) cuando se introduce en el subsuelo. En primer lugar, el H₂O₂ es inestable en este medio y se descompone de forma rápida por reacción con los componentes naturales del suelo (materia orgánica, minerales de metales de transición) generando O₂ y H₂O. Este consumo improductivo del H₂O₂ hace que la concentración del oxidante disminuya drásticamente desde el punto de inyección hasta la zona donde está localizada la contaminación. Debido a esto, el proceso de oxidación Fenton in situ implica la inyección de altas concentraciones de H₂O₂ en las que hay que tener en cuenta, no sólo la demanda estequiométrica para la degradación del contaminante, sino también las reacciones con el propio suelo que ejercen una demanda natural del oxidante.

Por otra parte, en los casos en los que el proceso de oxidación química in situ no se realice en suelos ricos en minerales naturales a base de Fe (Fenton-like), es necesario asegurar la presencia de la especie metálica de Fe en el suelo. Esta presencia se consigue mediante la adición desde el exterior de Fe en forma de sal (por ejemplo, sulfato de Fe²⁺). Los suelos carbonatados con un pH básico hacen que la especie metálica no se mantenga en disolución al producirse su precipitación lo que reduce la distancia a la que puede transportase desde el punto de inyección.

El proceso denominado Fenton modificado o Fenton-like puede superar estas limitaciones si se diseña para mitigar los efectos de los procesos naturales del suelo mediante su aplicación efectiva en condiciones de pH básico, no limitando la generación de los radicales OH• a pH ácidos, y aumentando la estabilidad del H₂O₂. Tanto el empleo de agentes quelantes (EDTA, citrato, etc.) que presenten una mayor afinidad hacia el Fe que el propio suelo, que hacen que el catalizador Fe presente una disponibilidad inmediata, como el uso de agentes estabilizadores como el fosfato para mejorar la estabilidad del H₂O₂, son las técnicas utilizadas para conseguir su efectividad en la remediación de suelos contaminados por compuestos orgánicos.

El grupo de investigación INPROQUIMA de la UCM ha observado que la aplicación del proceso Fenton-like en sistemas en discontinuo con una relación líquido-suelo de 2 mL/g, una temperatura de 20 ºC, usando EDTA y citrato como agentes quelantes (concentraciones iniciales de 20 y 50 mM) para la remediación del 2,4-dimetilfenol (q_2.4-DMF= 80 mg/kg suelo) en un suelo alcalino (pH=7,8) con un alto contenido en materia orgánica (10,1 %) y un alto contenido en Fe (Fe₂O₃= 34,39 mg/g suelo) parece viable con la adición del H₂O₂ a una concentración inicial de 0.29 M (véase Fig. 2). El proceso favorece la generación de los radicales OH•, con lo que se incrementa la conversión de contaminante sin necesidad de tener que acondicionar el pH a valores ácidos, y se aumenta la estabilidad del H₂O₂ al disminuir la conversión del oxidante.

Bibliografía:

Romero A., Santos A., Cordero T., Rodríguez-Mirasol J., Rosas J. M., Vicente F. (2011). «Soil remediation by Fenton-like process: Phenol removal and soil organic matter modification » Chem. Eng. J. 170(1): 36-43.

Rosas J. M., Vicente F., Santos A., Romero A. (2011). «Enhancing p-cresol extraction from soil.» Chemosphere. 84: 260-264.

Vicente F., Rosas J. M., Santos A., Romero A. (2011). “Improvement soil remediation by using stabilizers and chelating agents in a Fenton-like process.” Chem. Eng. J. DOI: 10.1016/j.cej.2011.06.036.

Autor:   Fernando Vicente Iglesias / Arturo Romero Salvador / Aurora Santos López. Grupo de Investigación INPROQUIMA