Hidroquímica de la presencia natural de arsénico en aguas subterráneas de áreas suburbanas de cochabamba-bolivia y evaluación de la viabilidad técnica de procesos de remoción

• Ramiro Escalera Vásquez ^[1] ; Mauricio Ormachea Muñoz ^[2]
  1. [1] Universidad Privada Boliviana Centro de Investigaciones en Procesos Industriales
  2. [2] Universidad Mayor de San Andrés Instituto de Investigaciones Químicas
• Localización: Investigación & Desarrollo (I&D), ISSN 2518-4431, Vol. 17, Nº. 1, 2017, págs. 27-41
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Water chemistry of naturally occurring arsenic in groundwater of the suburban areas of cochabamba-bolivia and technical feasibility evaluation of arsenic removal processes
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    Se ha realizado un análisis hidroquímico de 18 pozos ubicados en la zona periurbana oeste de la ciudad de Cochabamba. También se ha efectuado una evaluación de la viabilidad técnica de diferentes procesos de remoción de arsénico en función de los parámetros físicos y químicos de calidad de las aguas provenientes de los pozos más contaminados. Se han logrado los siguientes resultados importantes: La tendencia de evolución geoquímica hacia el tipo de agua Na-Ca-HCO3 puede ser causada por la mineralización y/o disolución de minerales tipo halita [NaCl], dolomita [CaMg(CO3)2], calcita [CaCO3] y/o magnesita [MgCO3]. El As disuelto presenta concentraciones variables en 3 órdenes de magnitud, desde 3 hasta 581,7 µg/L, lo que supone un alto riesgo a la salud por exposición. La variabilidad espacio-temporal en las concentraciones de arsénico se explica por la variabilidad litológica del lugar, donde las diferentes capas de arcilla, limo y/o arena contendrían composiciones heterogéneas y variables de As. La correlación positiva moderada entre el arsénico y el hierro presentes sugiere la disolución y/o mineralización de fases amorfas de oxi-hidróxido de hierro asociadas con el arsénico haciendo posible su movilización del As hacia el acuífero subterráneo. Las características físico-químicas de casi todos los pozos altamente contaminados, favorecen la viabilidad técnica de la mayoría los procesos comparados: coagulación con Fe(III) y Al(III), adsorción sobre alúmina activada, intercambio iónico, filtración en lechos de arena recubierta con óxido de hierro (IHE-ADART), Remoción de Arsénico Asistida por Oxidación Solar, RAOS, nano-filtración y osmosis reversa. El pozo con mayor contaminación y mayor salinidad presenta condiciones más desventajosas para su tratabilidad, siendo los procesos de membrana los más viables técnicamente; sin embargo, los procesos IHE-ADART, adsorción sobre alumina activada y RAOS también son potencialmente viables para este caso. En cada una de las OTBs afectadas, será necesario analizar comparativamente la viabilidad económica de la implantación de los procesos en función de sus costos de inversión, operación y mantenimiento, considerando una capacidad adecuada para la población servida.

  • English

    This study deals on a hydro-chemical interpretation of groundwater samples from 18 deep wells located in the west suburban area of Cochabamba, Bolivia. We also evaluated the technical feasibility of different arsenic removal processes considering the groundwater physical and chemical characteristics of the most contaminated wells. The geochemical evolution tendency towards the Na-Ca-HCO3 type, indicates the mineralization/dissolution of halite [NaCl], dolomite [CaMg(CO3)2],calcite [CaCO3], and/or magnesite[MgCO3]. Dissolved As in groundwater spans over 3 orders of magnitude (3-582 µg/L), representing high health risks by As exposure. The seasonal-spatial high variability of arsenic concentrations can be explained by the lithological variability of the ground, where the different clay, lime and sand layers probably contain variable and heterogeneous As compositions. The moderate positive correlation between iron and arsenic suggests the dissolution/mineralization of amorphous phases of iron oxi-hydroxides associated with As, thus facilitating the mobilization of As species towards the aquifers.The physical and chemical nature of almost all the highly contaminated wells favors the technical feasibility of most of the compared arsenic removal processes: Fe(III) and Al(III) coagulation, activated alumina adsorption, iron coated sand filtration (IHE-ADART) process, nano-filtration and reverse osmosis. The most contaminated well which also has high salinity, presents the most unfavorable conditions for efficient arsenic removal. In this case, membrane processes could be technically feasible;nevertheless, the IHE-ADART, adsorption on activated alumina and Solar Oxidation Assisted Removal of Arsenic, SORAS processes are potentially feasible. It will be necessary to evaluate the economic feasibility of the implementation of the different processes, considering investment and operation/maintenance costs for an installation size adequate for the population served.