Uso de humedales de flujo subsuperficial con Phragmites australis como alternativa de biorremediación de fuentes superficiales afectadas por drenajes ácidos de minas de carbón

• Silva-Leal, Jorge Antonio ^[1] ; Leal-Magón, Ángela María ^[1] ; Arismendi-Henao, Juan Pablo ^[1] ; Pérez-Vidal, Andrea ^[1]
  1. [1] Universidad Santiago de Cali

     Universidad Santiago de Cali

     Colombia

     
• Localización: Tecnología y Ciencias del Agua, ISSN-e 2007-2422, Vol. 12, Nº. 6 (noviembre-diciembre de 2021), 2021, págs. 196-238
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Using subsurface flow wetlands with Phragmites australis as a bioremediation alternative for surface sources affected by acid drainage from coal mines
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    La minería genera impactos ambientales como drenajes ácidos de minas (DAM). El río Cali es uno de los principales recursos hídricos de la ciudad de Santiago de Cali, Colombia, y está afectado por los drenajes procedentes de minas abandonadas que llegan a través de la quebrada Las Minas. Como alternativas de biorremediación se evaluó el uso de humedales de flujo subsuperficial, además de piedra caliza como pretratamiento. La metodología de la investigación se estructuró en dos etapas: a) caracterización fisicoquímica del agua de la quebrada y b) operación de los sistemas de tratamiento. Se evaluaron cuatro sistemas: 1) humedal con especie vegetal (H1); 2) piedra caliza + H1 (PC + H1); 3) humedal sin especie vegetal (H2), y 4) piedra caliza + H2 (PC + H2). Los resultados mostraron que el agua de la quebrada Las Minas presenta características similares a DAM (pH: 2.4-4.0 unidades; acidez: 1 303.2 mg/l ± 139.2; hierro: 715.3 mg/l ± 70.6; sulfatos: 1 134.5 mg/l ± 314.6), y afecta al río Cali principalmente por el incremento del hierro, aluminio y presencia de precipitados de hidróxido férrico. Se observó que los sistemas de tratamiento que emplearon PC lograron mayores eficiencias; es recomendable la configuración PC + H1. Todos los sistemas lograron reducir la acidez del afluente en un rango promedio de 31 y 52 %, y se alcanzaron eficiencias de remoción promedio de hierro total entre 54 y 67 %; sulfatos entre 16 y 35 %; níquel entre 25 y 50 %, y aluminio entre 0 y 73 %. No se logró remover manganeso.

  • English

    Mining generates environmental impacts such as Acid Mine Drainage (AMD). The Cali River is one of the main water resources in the city of Santiago de Cali, Colombia and it is affected by drainage from abandoned mines, which reach the Cali River through the Las Minas brook. As bioremediation alternatives, the use of subsurface flow wetlands coupled with a limestone-based pretreatment was assessed in this study. The research methodology was structured in two stages: a) physicochemical monitoring of Las Minas brook waters, and b) treatment system operations. For these purposes, four systems were evaluated: 1) Wetlands with plants (WL1), 2) Limestone + WL1 (LS + WL1), 3) Wetlands without plants (WL2) and 4) Limestone + WL2 (LS + WL2). The results revealed that the water from the Las Minas brook presents characteristics similar to AMD (pH: 2.4-4.0; acidity: 1 303.2 mg/l ± 139.2; iron: 715.3 mg/50 ± 70.6; sulfate: 1 134.5 mg/l ± 314.6) and affects the Cali River mainly owing to the increase in iron, aluminum, and the presence of ferric hydroxide precipitates. In addition, limestone-based treatment systems achieved greater efficiencies, and the LS + WL1 configuration is recommended. All systems were able to reduce the affluent acidity from 31 to 52 %. Furthermore, the average iron removal efficiencies achieved were between 54 and 67 %; sulfates between 16 and 35 %, nickel between 25 and 50 %, and aluminum between 0 and 73 %. However, manganese could not be removed.