Influencia del pH y el tipo de macrofita en la remoción de materia orgánica y cadmio de un drenaje sintético de minería de carbón, por medio de humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal a escala piloto

Abstract

RESUMEN: La explotación minera puede generar aguas contaminadas con gran acidez, bastantes sólidos en suspensión, presencia de sulfatos y con niveles elevados de metales pesados disueltos (López E. et al. 2002). Considerando la magnitud de los proyectos mineros en la zona carbonífera del departamento de Cesar y la contaminación de los drenajes ácidos de minas (DAM) derivados de la explotación, es necesario explorar alternativas sostenibles para tratar las aguas contaminadas y, para tal efecto, se propone utilizar los humedales construidos. En el presente estudio se realizó comparación entre humedales plantados con dos especies de macrofitas semiacuaticas de la zona carbonífera del Cesar y a cuatro niveles de pH (4, 5, 6 y 7), con el fin de evaluar bajo cual condición se presentaba mayor remoción de materia orgánica y cadmio, metal predomínate en DAM. Inicialmente se realizó una caracterización fisicoquímica y microbiológica de los DAM provenientes de la mina el Hatillo de CNR ubicada en el municipio de la Jagua de Ibirico (Departamento del Cesar). Según la composición anterior se preparó un agua sintética para la alimentación de los humedales. Se emplearon 6 módulos de humedales experimentales (4 plantados y 2 sin plantar), situados en la terraza de la SIU (Sede Investigación Universidad de Antioquia). Se tomaron muestras del afluente y efluente, y del material filtrante con el fin de monitorear variables fisicoquímicas y microbiológicas, se realizaron 6 muestreos por nivel de pH para tener datos representativos que describieran el funcionamiento del humedal en las diferentes condiciones de operación, además se evaluó la presencia de Cadmio, antes de iniciar y al finalizar la operación con cada nivel de pH en tallo, raíz y hojas, con el fin de evaluar los mecanismos de remoción del metal. Resultados: con los humedales se alcanzaron altas remociones, porcentajes de 99% para DQO y cadmio, los sulfatos de 91% y los ST entre 69% y 81% siendo esta la que presento mayor variación. Se evidenció que los humedales neutralizaron el pH, ya que el efluente con las Phragmites australis fue 6,36, con la Typha domingensis fue 6,53. Las plantas fueron resistentes a las diferentes condiciones de operación y las raíces de ambas fueron la parte de su estructura que mayor cantidad de cadmio presentó al final de la experimentación. Únicamente la remoción de materia orgánica fue influenciada por las plantas, no se presentaron diferencias significativas para las demás variables con respecto a las diferentes condiciones de operación. Conclusión: Los resultados obtenidos resaltan la utilidad de los humedales para tratar aguas con pH bajos de hasta 4 unidades y con presencia de cadmio, no presentándose diferencias significativas entre el comportamiento de ambas plantas, por lo cual podrían usarse ambas para el tratamiento con humedales.