Remediación de suelos contaminados por residuos de la fabricación de lindano

• Autores: Raúl García-Cervilla
• Directores de la Tesis: David Lorenzo Fernández (dir. tes.), Aurora Santos López (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Remediation of soil contaminated by residues from lindane production
• Tribunal Calificador de la Tesis: Araceli Rodríguez Rodríguez (presid.), Salvador Cotillas Soriano (secret.), Renato Baciocchi (voc.), Manuel Andrés Rodrigo Rodrigo (voc.), Marta María Pazos Currás (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Química por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología químicas
    • Ingeniería y tecnología del medio ambiente
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen

  • Los residuos líquidos en la producción de lindano son el resultado de reacciones fallidas y colas de destilación en la purificación de este contaminante. Estos residuos forman una mezcla compuesta por más de 28 compuestos orgánicos clorados (COCs), desde el clorobenceno hasta diferentes isómeros del heptaclorociclohexano. Estos se encuentran formando una fase densa líquida no acuosa (DNAPL). El DNAPL vertido fue migrando por gravedad desde la superficie hasta llegar al nivel freático, atravesando este y quedando retenido en algunas zonas menos permeables. Este DNAPL es la principal causa de contaminación de las aguas subterráneas. La solución a este problema requiere el desarrollo y la aplicación de tecnologías de remediación más avanzadas que el bombeo y tratamiento del agua subterránea del emplazamiento. Los altos niveles de contaminación del subsuelo en algunas zonas, debido a la presencia de DNAPL en las cercanías, hacen que la biorremediación no pueda aplicarse de manera eficaz. Por lo tanto, ISCO y S-ISCO son las tecnologías inicialmente propuestas en este trabajo.

    En esta Tesis se ha propuesto como sistema oxidante el persulfato activado con álcali para ambas tecnologías. La razón fue la litología de los vertederos de Sabiñanigo y la naturaleza de los contaminantes. Se han estudiado varios surfactantes, no iónicos y aniónicos. El objetivo de la adición de surfactantes es aumentar la solubilidad y la velocidad de oxidación de los COCs en la fase acuosa. Cuando se aplican surfactantes en el subsuelo, hay que tener en cuenta su absorción en DNAPL y su adsorción en el suelo. Estos fenómenos disminuyen la concentración de surfactante activo en la fase acuosa, modificando el equilibrio de partición de COCs en entre las distintas fases.

    Debido al sistema oxidante seleccionado los equilibrios de reparto en todas las fases (suelo, acuosa y orgánica) se estudiaron a pH neutro y alcalino. Las condiciones alcalinas empleadas producen las transformaciones de los compuestos no aromáticos a triclorobencenos y a tetraclorobencenos. En este trabajo se determinó la selectividad de las reacciones de deshidrocloración a estos los diferentes isómeros de estos compuestos.

    La tecnología ISCO se ha ensayado en este trabajo en la remediación de suelos altamente contaminados con los COCs que componen la DNAPL. Las muestras de suelo fueron tamizadas, descartando las partículas de tamaño superior a 2 mm. El suelo inferior a 2 mm se tamizó en dos fracciones con tamaño de partícula: i) inferior a 0.25 mm; ii) entre 0.25-2 mm. Mediante experimentos en discontinuo (suelo en suspensión en la fase acuosa) se estudió la influencia de las concentraciones de oxidante y activador en la eliminación de los COCs. Se propuso y validó un modelo cinético para la eliminación de los COCs en las dos fracciones estudiadas. Este modelo considera las velocidades de oxidación de los COCs en ambas fases (suelo y acuosa). Además, el modelo fue validado con los resultados obtenidos en los experimentos en columna.

    Por último, se ensayó la tecnología S-ISCO en suelos altamente contaminados por los COCs presentes en el DNAPL. Se puso en contacto estos suelos con disoluciones acuosas con surfactante. Estos estudios se realizaron en discontinuo y en columna con la fracción. Los estudios en discontinuo se llevaron a cabo con diferentes concentraciones de surfactante y una alta relación suelo/agua, 0.1 kg·L. Los estudios en columna se llevaron a cabo alimentando cuatro volúmenes de poro de la fase acuosa con el oxidante, el activador y el surfactante a la columna. La relación suelo/agua en la columna fue de 5 kg·L. Se comparó el tiempo necesario para alcanzar una determinada conversión de COCs (suma de COCs en el efluente líquido de la columna y COCs restantes en el suelo) mediante ISCO y S-ISCO, empleando la misma concentración de oxidante y con el mismo número de volúmenes de poro inyectados a la columna.