Tratamiento de aguas residuales: Metales Pesados

Como constituyentes importantes de muchas aguas podemos encontrar un número importante de metales pesados aunque su cuantificación sea a niveles de traza.  Cualquier catión que tenga un peso atómico superior a 23 (que corresponde al peso atómico del sodio) se considera un metal pesado; así, las aguas residuales contienen gran número de metales pesados diferentes. Entre ellos se puede destacarníquel, manganeso, plomo, cromo, cadmio, zinc, cobre, hierro y mercurio, entre otros.  Todos ellos se encuentran catalogados en la Directiva Europea 96/61/CE IPPC (Ley 16/2002) como sustancias contaminantes que deben tenerse obligatoriamente en consideración para fijar valores límites de emisiones, aunque algunos de ellos son imprescindibles para el normal desarrollo de la vida biológica, y laausencia de cantidades suficientes de ellos podría limitar, por ejemplo, el crecimiento de las algas.
 
Las fuentes habituales de aguas residuales que contienen grandes cantidades de metales como el cromo, cadmio, cobre, mercurio, plomo y zinc proceden, principalmente, de limpieza de metales, recubrimientos, curados, refino de fosfato y bauxita, generación de cloro, fabricación de baterías yteñidos.  Los efectos que provocan sobre el medio ambiente son los siguientes: mortalidad de los peces, envenenamiento de ganado, mortalidad de plancton, acumulaciones en el sedimento de peces y moluscos.
Otra serie metales como el hierro, calcio, magnesio o manganeso también están presentes en aguas residuales de las industrias de metalúrgica, fabricación de cemento, cerámicas y bombeos de gasolina. Susefectos, menos peligrosos que los anteriores, principalmente son el cambio en las características del agua: color, dureza, salinidad e incrustaciones.  
Debido a su toxicidad, la presencia de cualquiera de ellos en cantidades excesivas interferirá en gran número de los usos del agua. El BOCM nº269 (1993) sobre vertidos líquidos industriales al Sistema Integral de Saneamiento establece los valoreslímites de los siguientes metales:

Cromo Total : 5 mg/L
Cromo Hexavalente: 3 mg/L
Bario: 20 mg/L
Cadmio: 0,5 mg/L  
Cobre: 3mg/L
Hierro: 10 mg/L
Manganeso: 2 mg/L
Mercurio: 0,1 mg/L
Níquel: 10 mg/L
Plomo: 1 mg/L
Zinc: 5 mg/L
 




ECOTOXICIDAD
Metal
Organismo
EC50 (g/L)
Referencia
Cadmio
P.subcapitata
 
V.fisheri
65-74
17-452
7965
16500
Guéguen y col.,2004
USEPA,2001Guéguen y col.,2004
Blaise y col.,1994
Cromo IV
P.subcapitata
V.fisheri
40-900
13756
16000
Guéguen y col.,2004
Guéguen y col.,2004
Blaise y col.,1994
Cobre
P.subcapitata
 
V.fisheri
12-19
12-917
580
150
500
Guéguen y col.,2004
USEPA,2001
Guéguen y col.,2004
Blaise y col.,1994
Utgikar y col.,2004
Plomo
P.subcapitata
V.fisheri
1900-4600
122
160
USEPA,2001
Guéguen ycol.,2004
Blaise y col.,1994
Zinc
P.subcapitata
 
V.fisheri
55-79
45-2600
488
1200
1480
Guéguen y col.,2004
USEPA,2001
Guéguen y col.,2004
Blaise y col.,1994
Utgikar y col.,2004

Debido a esta naturaleza tóxica, algunos metales pesados causan impacto negativo sobre los tratamientos biológicos convencionales, así como sobre los ecosistemas receptores. En la siguiente tabla semuestran los límites de concentración de algunos metales que inhiben el tratamiento biológico
Sustancia
Concentración de inhibición (mg/L)
Cadmio (Cd2+)
2-5
Bicromato (CrO42-)
3-10
Cobre (Cu2+)
1-5
Niquel (Ni2+)
2-10
Zinc (Zn2+)
5-20

Es por ello que a menudo resulta conveniente medir y controlar las concentraciones de estas substancias. Las cantidades de muchos de estos metales puedendeterminarse, a concentraciones muy bajas, empleando métodos instrumentales entre los que destacan la espectroscopía de emisión de plasma con detención óptica o con detención de masas y la espectroscopía de absorción atómica.

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