Caracterización de las aguas residuales de lavado del banano en Honduras. Aplicación de técnicas de oxidación avanzada para su depuración

Resumen

El uso de plaguicidas en la agricultura para la protección de cultivos en América Latina ha aumentado considerablemente en los últimos años, lo que constituye un problema medioambiental importante ya que su aplicación tiene como consecuencia directa la contaminación de las aguas superficiales, subterráneas y suelo. En el caso particular de Honduras, país donde se centra este estudio, la legislación medioambiental que controla estas situaciones es la denominada como Normas Técnicas de las Descargas de Aguas Residuales a Cuerpos Receptores y Alcantarillado Sanitario (D.O. La gaceta, 1997), la cual establece límites de vertido a los cuerpos receptores para plaguicidas organofosforados (concentración = 0,10 mg/L) y plaguicidas organoclorados (concentración = 0,05 mg/L). Este estudio se centra en el caso particular de las plantaciones de banano en Honduras, donde se utilizan plaguicidas para proteger las semillas y raíces de parásitos, nemátodos y hongos. Las aguas residuales provenientes del lavado de los bananos pueden contener estos compuestos y causar contaminación, ya que son vertidas directamente al río sin previo tratamiento. Por ello, el primer objetivo de este estudio fue la caracterización de las aguas residuales de la plantación de banano llamada La Tela Railroad Company, ubicada en Honduras, y concretamente en la Cuenca del río Ulúa. Para ello, se tomaron muestras de agua residual proveniente del lavado del banano en 3 años diferentes (2005, 2006 y 2008). En cada muestra se analizaron distintos parámetros físico-químicos (pH, conductividad, turbidez, COD y Materia en Suspención) y se determinó la presencia de compuestos orgánicos mediante extracción líquido/líquido y análisis por GC/MS. Se detectaron dos plaguicidas: a-HCH (solo el primer año en una concentración muy baja), y clorpirifos en las tres muestras analizadas, por lo que el clorpirifos se considera como el compuesto mayoritario y representativo del vertido. El segundo objetivo de este trabajo fue investigar la aplicación de técnicas de oxidación avanzada (AOTs) basadas en luz UV, H2O2, TiO2 y O3 para la depuración de dichas aguas residuales y seleccionar el tratamiento óptimo para ser aplicado a la muestra real. Estas técnicas son habitualmente utilizadas en los tratamientos de aguas contaminadas ya que generan radicales oxigenados (hidroxilo y otros) que actúan como agentes altamente oxidantes, capaces de oxidar gran parte de compuestos orgánicos, como por ejemplo plaguicidas. Además, por regla general los contaminantes se transforman en productos más biodegradables e incluso pueden llegar a su mineralización completa hasta dióxido de carbono, agua y compuestos inorgánicos. En primer lugar se optimizaron las condiciones de cada tratamiento luz UV, H2O2/UV, reacción foto-Fenton, TiO2/luz, TiO2/H2O2/luz, O3, O3/H2O2, O3/UV (con una muestra sintética (disolución de clorpirifos en agua Milli-Q) representativa del vertido. Se encontró que el mejor tratamiento fue el foto-Fenton y las condiciones óptimas (en cámara solar) fueron las siguientes: [H2O2] = 0,01 M, [Fe3+] =10 mg/L, pH=3,5, FeCl3 como catalizador y 15 minutos de reacción. Durante la reacción se identificó el clorpirifos-oxon como principal subproducto de degradación. Este compuesto es menos tóxico que el clorpirifos. Este tratamiento es además el más económico de todos los estudiados, con un coste estimado de reactivos de 0,19 €/m3. El tratamiento foto-Fenton en condiciones óptimas fue aplicado sobre la muestra real para comprobar su eficacia. Se fortificó la muestra real con clorpirifos para conseguir una concentración superior al límite de vertido (0,1 mg/L) y se realizaron experimentos tanto con la cámara solar y como con luz solar natural. Se obtuvo un 99% de degradación de clorpirifos en 15 minutos utilizando la cámara solar y un 94% en 30 minutos utilizando luz solar natural. La concentración final de clorpirifos se encuentra en ambos casos por debajo de 10 µg/ L. Por lo tanto, el tratamiento foto-Fenton con luz solar natural se recomienda para ser aplicado a escala real en los vertidos de la plantación de banano de Honduras.