“Establecimiento de condiciones experimentales en la implementación de un método bioelectroquímico para el tratamiento de nitratos presentes en aguas”

Abstract

En los últimos años la contaminación del agua ha ido en aumento como consecuencia de las actividades industriales y agrícolas del hombre, tales actividades introducen en el entorno ambiental, varios tipos de contaminantes, entre ellos nutrientes como carbono, fósforo y nitrógeno. En particular, la presencia de nitrógeno en el agua trae consigo riesgos al ambiente y a la salud. El nitrógeno en el agua puede estar en forma de nitrógeno amoniacal, nitrógeno orgánico, y óxidos de nitrógeno. Cada forma depende de la fuente contaminante o de las reacciones de descomposición o formación que sufren como parte del ciclo del nitrógeno. Los óxidos de nitrógeno como nitrato, nitrito y los metales pesados revisten especial importancia en el contenido del presente trabajo, ya que durante un año se monitoreó sus niveles de concentración y la variación con respecto a la precipitación pluvial, altitud geográfica y nivel estático en el acuífero más importante del estado de Puebla, denominado Valle de Puebla. Con la información obtenida se propuso una alternativa novedosa de tratamiento que acopla un sistema biológico con un potencial electroquímico para la eliminación total de nitrato de forma rápida y eficiente. Los resultados mostraron que existen pozos donde la concentración de nitrato supera los límites establecidos por la normatividad mexicana, localizándose en zonas de mediana y baja altitud, y de la totalidad de los pozos monitoreados el 56% aumentó su concentración a mayor precipitación pluvial. Los metales cadmio y plomo representaron un grave problema de contaminación en todos los pozos monitoreados. Con respecto a manganeso un solo un pozo excedió los limites establecidos por las normas mexicanas y las concentraciones de cobre y zinc se encontraron dentro de la normativa. Durante el desarrollo del sistema de tratamiento biológico, se adaptó una biomasa a condiciones desnitrificantes desasimilativas lo que significó no generar grandes volúmenes de biomasa, las velocidades de desnitrificación fueron iguales a la carga de nitrógeno suministrada por día. La desnitrificación biológica con aplicación de un potencial eléctrico fue comparada con el sistema biológico convencional y mostró que la velocidad de consumo de nitrato se incrementó 45% con la aplicación de 0.2 V y 10 mA de corriente eléctrica, mientras que con 0.2 V y 100 mA la velocidad de consumo de nitrato disminuyó 45%. El rendimiento de nitrito fue igual en todos los experimentos. La desaparición total del nitrito, en el sistema bioelectroquímico, se observa a las 9 horas de reacción, mientras que en el sistema biológico existió un remanente del 26% de nitrito a las 10 horas de reacción y del 59% cuando se aplicaron 100 mA de corriente. Lo anterior puso de manifiesto que la aplicación de un potencial eléctrico en un proceso biológico convencional es favorable para la eliminación rápida y eficiente del nitrato.