Recuperación de solos degradados por minería mediante a aplicación de bioadsorbentes
A industria mineira xera unha enorme cantidade de escombros e residuos trala extracción das menas de interese. Estas sobras son desbotadas ao medio natural, habitualmente na entorna das minas. Concretamente en Bolivia, existe un problema coa calidade das augas que abastecen parte da cidade de La Paz. Coñécese que isto é debido a problemas de subministro (volume de auga) e custo de tratamento das mesmas, posto que cando non chove, a auga utilizada procedente do desxeo non é suficiente para o abastecemento regular da cidade. Nese caso, para tentar abastecer a toda a poboación, mesturan a auga de calidade con auga procedente do drenaxe ácido dos residuos de mina, que se acumula en balsas ou diques de contención ao lado das mesmas, e que se localiza no traxecto desde as montañas á cidade. A acumulación destes escombros e residuos dá lugar a unha contaminación dos solos por metais pesados, xa que se liberan facilmente á disolución debido principalmente á acidificación que se produce no medio. Consecuentemente, prodúcese a contaminación das augas que son mesturadas e que van ser usadas como augas de saneamento para os habitantes de La Paz. Este metais son tóxicos para as persoas, para a vexetación e para todo o ecosistema, polo que se trata dun problema grave que ocorre con elevada frecuencia na rexión do Altiplano-Puna.
Para tentar mellorar este problema, o equipo de investigación propón un estudo preliminar para a recuperación das zonas onde se depositan os materiais de escombros e residuos de minas utilizando bioadsorbentes. Os bioadsorbentes son subprodutos de industrias agroalimentarias ou forestais sen valor primario que poden ser reutilizados como emendas do solo en función das súas características físico-químicas, e ser parte da solución para a recuperación de zonas degradadas. Este proxecto propón estudar distintos bioadsorbentes utilizados con éxito previamente en Galicia, para inmobilizar contaminantes e avaliar a súa efectividade en augas e solos procedentes da entorna da minería localizada en Milluni, Bolivia, e que afecta á calidade das augas da cidade de La Paz. Como consecuencia, buscamos aportar unha solución para implementar en Bolivia, co fin de: i) restaurar ecosistemas moi degradados e que chegan a afectar á saúde das persoas; ii) xerar coñecemento e transferilo para cooperar co desenvolvemento, intentando apoiar e fomentar a participación de mulleres investigadoras; e iii) iniciar unha rede de investigación internacional co fin de escalar os experimentos ao medio natural.
Obxectivo xeral:
O obxectivo xeral deste proxecto é diagnosticar a magnitude do problema de contaminación, tanto en solos como en augas que abastecen a cidade de La Paz. Consecuentemente, búscase aplicar as técnicas de remediación con bioadsorbentes para inmobilizar contaminantes e que resultaron altamente eficientes noutras zonas.
Obxectivos específicos:
OE 1. Determinar os niveis dos distintos metais pesados que son facilmente mobilizables trala acumulación de escombro e residuos da mina de Milluni, Bolivia, co fin de saber o impacto que poden causar nas augas.
OE 2. Analizar as augas que percorren a contorna da mina e que forman parte do abastecemento da cidade de La Paz co fin de diagnosticar a problemática real existente a nivel de saneamento.
OE 3. Aplicar as técnicas de inmobilización de metais pesados con bioadsorbentes para testalos en materiais residuais da mina de Milluni e nas augas da contorna.
OE 4. Avaliar a eficiencia destes bioadsorbentes como posibles medidas de implantación para reducir o impacto da contaminación producida polo entorno mineiro.
OE 5. Determinar as doses óptimas de aplicación dos bioadsorbentes e o tempo que permanecen sendo eficaces.
Actividade 1. Preparación da mostraxe e mostraxe de augas e materiais de desfeito procedentes da zona estudada. Obteranse un total de 7 mostras de augas tomadas ao longo dos camiños que segue esta, desde o seu almacenamento orixinal nas lagoas das montañas, ata a auga final que se consome na cidade de La Paz, pasando pola auga lixiviada do drenaxe ácido procedente dos escombros das minas.
Obteranse un total de 3 mostras de materiais mineiros: 1 de escombreira, 1 de residuo e 1 de sedimentos de dique ou balsa. Destas mostras necesitarase gran cantidade (>20kg cada unha) para poder realizar os experimentos en laboratorio.
Actividade 2. Caracterización físico-química das mostras de augas e de solos. As mostras serán analizadas e caracterizadas para identificar as súas propiedades básicas. As augas filtraranse por 0,45 µm e nelas analizarase o pH, condutividade eléctrica, catións maioritarios, carbono orgánico disolto e concentración de metais pesados. Os materiais mineiros secaranse, peneiraranse por unha luz de malla de 2 mm obtendo a fracción fina. Nela determinarase o carbono total, carbono orgánico, nitróxeno total, pH en auga, pH en disolución salina, condutividade eléctrica, concentración total de metais pesados (As, Sn, Zn, Cu, Cd, Pb, entre outros).
Actividade 3. Selección dos bioadsorbentes a utilizar para realizar a emenda. Unha vez coñecidas as características físico-químicas das augas e dos solos e a concentración de metais pesados que conteñen, empregaremos ata tres bioadsorbentes xa caracterizados co fin de utilizar os máis axeitados en función das características das mostras problema.
Actividade 4. Experimentos de liberación de metais pesados en columnas con materiais mineiros e bioadsorbentes ou mesturas de varios bioadsorbentes. Os experimentos en columnas son os máis representativos a nivel de laboratorio en microcosmos, antes de pasar á fase de maceta. Neles pódese estudar simulando condicións reais, a liberación (desorción) dos contaminantes á fase acuosa, illando o resto de parámetros e en condicións controladas. Faríanse ensaios en columnas cheas con materiais problema emendados con distintas doses de bioadsorbentes e sen emendas (controis). Faranse pasar disolucións acuosas a distintos pHs (ácida, neutro e básico) a través das distintas columnas (series en función da dose para cada bioadsorbente aplicado e mestura) a unha velocidade constante para obter o lixiviado, é dicir, a auga que pasa a través do solo emendado, baixo distintas características de adsorción-desorción que poderían ocorrer no medio. Recolleríase mostras de 10 mL de lixiviado en continuo nun colector e nelas mediríanse a concentración de metais pesados liberados e o pH da disolución saínte. Analizaranse 3 materiais, 3 bioadsorbentes, 2 doses e 2 mesturas de bioadsorbente por material, todo por duplicado, o que resulta un total de 48 experimentos. Con estes experimentos obteríamos a curva de resposta de liberación de metais en función do bioadsorbente aplicado e da súa dose, para cada tipo de solo a estudar e en función do pH. Tamén se obtería información do tempo que tarda a emenda con bioadsorbentes en ser efectiva para o proceso. En función dos resultados obtidos, é dicir, o bioadsorbente máis efectivo e a dose óptima de aplicación, serán seleccionados para estudar a súa efectividade nas augas.
Actividade 5. Experimento en reactores con fluxo continuo. Neste experimento preténdese facer pasar as mostras de augas contaminadas por un reactor que conteña o bioadsorbente ou mestura que mellor funcione no experimento anterior (nas condicións de pH das augas). As mostras de augas estarían previamente analizadas e a concentración de metais pesados nelas será coñecida. O reactor conterá os bioadsorbentes en estado sólido e estará en axitación co fin de favorecer a interacción das augas cos bioadsorbentes. Obteranse alícuotas de 5 mL nas que se medirán os distintos metais pesados e o pH do efluente. Analizaranse as sete mostras de auga trala súa filtración co bioadsorbente elixido. Con este experimento poderemos determinar se a filtración destas augas a través dos bioadsorbentes reduce a concentración dos metais pesados nas augas, é dicir, se actúan como filtros eficaces.
Actividade 6. Difusión de resultados a nivel científico. Redacción de artigos de investigación e comunicación en congresos nacionais e/ou internacionais. Organizaranse charlas nas respectivas universidades de cada membro do equipo para introducir os resultados obtidos na docencia académica e na investigación dos seus respectivos grupos de investigación.
Directa: A poboación beneficiaria directa será o equipo de investigación, formado por 6 investigadores (3 mulleres e 3 homes)
Axuda Xunta de Galicia: 30.000 € (2021: 15.000 €; 2022: 15.000 €)