Un procedimiento para la reducción in situ, a un predeterminado nivel de la concentración de cromo hexavalente en un área o terreno contaminado saturado o sin saturar,

caracterizado por el tratamiento en profundidad de esta área o terreno con una cantidad predeterminada de una mezcla gaseosa que consiste en hidrógeno y otro gas inerte, con el fin de reducir químicamente el cromo hexavalente a un estado de menor valencia, en particular al estado de cromo trivalente

Método para la recuperación de tierras contaminadas por cromo hexavalente.

Ámbito técnico

Esta invención se refiere a un procedimiento para la recuperación de tierras contaminadas por cromo hexavalente.

Más específicamente, esta invención se refiere a un procedimiento a través del cual el agua y los sitios de tierras contaminadas por cromo hexavalente son descontaminados por medio de una técnica de estabilización geoquímica, que ocasiona una reducción del cromo hexavalente, mitigando y resolviendo los problemas ecológicos que resultan de la contaminación causada por el empleo del cromo hexavalente.

La invención puede aplicarse principalmente para la descontaminación de sitios de tierra y agua contaminados por cromo hexavalente, incluso aquellos de considerables dimensiones, como por ejemplo, la tierra debajo de edificios industriales en los cuales hay o tuvo lugar una amplia variedad de actividades, como por ejemplo la producción de grifos y accesorios, tornillos de metal, tuercas y tornillos, desde cromado grueso a cromado estético de vehículos a motor o piezas de aviones, o en la industria de electrodomésticos, industria del curtido, producción de mordientes para instalaciones de tintura, de pinturas, pigmentos, barnices, explosivos, cerámica, vidrio, antisépticos, astringentes y exfoliantes. Todas estas actividades, de hecho, implican emisiones atmosféricas en forma de polvo o aerosoles, y la acumulación de residuos sólidos o líquidos de mecanización, caracterizados por variadas composiciones y concentraciones potencialmente perjudiciales.

Antecedentes de la técnica

El cromo es un metal blancuzco caracterizado por una considerable resistencia, que lo hace particularmente adecuado para emplear en aleaciones especiales y compuestos que no sean altamente susceptibles de desgaste y corrosión. Se encuentra en la naturaleza como mineral FeO•Cr₂O₃ (cromita), a partir del cual se extrae en forma de aleación de hierro o como elemento puro. Químicamente está presente en las formas divalente (II), trivalente (III) y hexavalente (VI).

El Cr (III) es un micronutriente para los mamíferos y para el hombre, y es un constituyente esencial de un factor de tolerancia de la glucosa (GTF). Este factor parece que modula la velocidad de la eliminación de la glucosa de la sangre con un mecanismo de potenciación de la insulina. La deficiencia de cromo puede por lo tanto conducir a enfermedades asociadas a la intolerancia de la glucosa y la pérdida de peso. Parece también que el Cr (III) participa en el mantenimiento de la integridad estructural de los ácidos nucleicos. La dosis diaria necesaria de Cr (III) es de 10-40 g para niños hasta la edad de seis meses, y 50-200 g para otras edades. Niveles excesivos de Cr (III) pueden obviamente causar enfermedades.

El cromo se absorbe a través del sistema respiratorio y por la piel.

Las enfermedades y trastornos pueden afectar la piel (irritación de la mucosa nasal, ulceración del septum nasal, síndromes similares al asma), el tracto digestivo (gastroduodenitis, colitis) y algunas veces el tracto urinario.

El cromo hexavalente por otro lado, ha sido reconocido como un carcinógeno responsable de tumores pulmonares.

En base a la más reciente información, se ha llegado a las siguientes conclusiones:

- evidencia experimental, como se ha demostrado, de que los compuestos de Cr (VI) empleados en procesos de producción de cromatos, pigmentos y en procesos de cromado, son carcinógenos humanos;

- evidencia según se ha demostrado (por experimentos con animales), que los cromatos de calcio, zinc, estroncio y plomo son carcinógenos;

- no existe ninguna evidencia (por experimentos con animales) de que el trióxido de cromo (CrO₃) y el dicromato de sodio (Na₂Cr₂O₇) sean carcinógenos.

La International Agency for Research on Cancer ("Agencia internacional para la investigación del cáncer"), cataloga el Cr(VI) en el grupo 1 de las substancias tóxicas "Carcinogenic to humans" ("Carcinógenos para los humanos"). De acuerdo con los datos del U.S. EPA-IRIS (Integrated Risk Information System) ("Sistema de información de riesgo integrado"), aunque las posibilidades de interconversión entre el Cr (III) y el Cr (VI) llaman a la prudencia al tratar el problema, no ha sido demostrado ningún riesgo de que el Cr (III) cause el cáncer, ni siquiera por vía de inhalación.

La información sobre el papel del Cr (VI) es drásticamente diferente.

No se le conoce ningún papel biológico, y se caracteriza por una toxicidad de diez a cien veces mayor que el nivel del Cr (III). Se ha informado de casos de toxicidad oral aguda y crónica, debido a la inhalación, absorción dérmica y sistémica, de citotoxicidad, genotoxicidad y finalmente, de carcinogenicidad.

La toxicidad aguda del cromo hexavalente se debe a una serie de propiedades químico-físicas (posibilidad de presentación en varias formas iónicas, solubilidad, tendencia a formar complejos, propiedades del transporte). Estas propiedades facilitan la absorción por el cuerpo y el paso a través de membranas celulares.

Una vez ha entrado en la célula, su alto poder oxidante juega un papel fundamental en la interacción con varios compuestos orgánicos, población del plasma intercelular, esencial para el normal desarrollo del metabolismo. Moléculas como por ejemplo, el ácido ascórbico (vitamina C), el glutation, las flavoenzimas y la aldehídooxidasa, son todos excelentes reductores y reaccionan favorablemente con los cromatos. Las reacciones de oxidación-reducción de estas moléculas orgánicas con compuestos de cromo (VI), conducen a la formación de radicales libres y complejos estables o metabólicos, en los cuales el cromo cambia del estado de oxidación (VI) a otras formas como por ejemplo (V), (IV) y (III).

La formación de metabolitos y radicales libres parece ser la causa directa de las propiedades carcinógenas del cromo hexavalente. El ADN forma aductos ADN-cromo, rompiendo una secuencia, formando uniones cruzadas entre dos cadenas de ADN ó entre una cadena y una proteína, impidiendo la síntesis real del ácido nucleico.

Estas consideraciones muestran muy claramente el diferente nivel de toxicidad entre el cromo hexavalente y el cromo trivalente para los humanos, y en general para todos los organismos vivos, y la definitiva transformación de un estado a otro representa una ventaja inestimable para la salvaguardia del medio ambiente.

Si el riesgo de migración al interior del sistema linfático de vegetales y cadenas alimenticias se demostrara, la presencia de Cr (VI) en el agua podría causar la contaminación alimenticia lo cual es potencialmente peligroso para la salud del consumidor. Con el fin de cuantificar el Cr (VI) en el agua, es esencial emplear métodos analíticos suficientemente sensibles (capaces de determinar la cantidad a niveles de 0,001 mg/litro) puesto que ha sido confirmado que la ausencia de este contaminante ha sido a menudo asegurada empleando un método estándar (IRSA y método colorimétrico US EPA-difenilcarbazida) caracterizado por un insuficiente límite de detección (alrededor de 0,05 mg/litro).

Independientemente del tipo de fuente, la contaminación presente en el suelo y en las aguas subterráneas, se detecta mediante análisis del agua subterránea; habitualmente y por razones obvias, las concentraciones son mucho más altas en las aguas subterráneas recogidas en la proximidad de la fuente; las aguas subterráneas fluyen juntamente con la alta solubilidad de los cromatos y dicromatos, y pueden dispersar la contaminación varios kilómetros lejos a partir de la fuente, implicando también los pozos del sistema de agua del municipio.

La primera intervención que hay que efectuar es la de bombear & tratar, es decir, se excavan pozos de drenaje de las aguas subterráneas contaminadas, aguas abajo (en términos hidrogeológicos) del área de la fuente de contaminación con el fin de recoger una mayor cantidad con respecto al flujo de agua subterránea. Así, se crea una barrera efectiva contra la difusión de la contaminación. Si el sistema es de dimensiones correctas y está correctamente construido, el lugar quedará perfectamente asegurado.

El agua recogida de esta manera debe ser tratada seguidamente en una instalación que sea capaz de eliminar los compuestos de cromo hexavalente presentes y, a continuación, se descarga solamente en el agua de superficie.

El...

1. Un procedimiento para la reducción in situ, a un predeterminado nivel de la concentración de cromo hexavalente en un área o terreno contaminado saturado o sin saturar, caracterizado por el tratamiento en profundidad de esta área o terreno con una cantidad predeterminada de una mezcla gaseosa que consiste en hidrógeno y otro gas inerte, con el fin de reducir químicamente el cromo hexavalente a un estado de menor valencia, en particular al estado de cromo trivalente.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, el hidrógeno está presente en una mezcla gaseosa con un porcentaje no superior al 10%.

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque, el porcentaje de hidrógeno no excede del 4%.

4. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, comprende la preparación de una red de pozos de diferentes profundidades para la inyección de la mezcla gaseosa en el área o terreno contaminados, que hay que descontaminar.

5. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, el gas inerte empleado en la mezcla gaseosa es el nitrógeno.

6. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, cantidades predeterminadas de una solución a base de un ácido oxálico, se inyectan a intervalos de tiempo predeterminados con el fin de formar un complejo con el Cr (III) producido por la reducción del Cr (VI).