Remoción de metales pesados de drenajes ácidos de minas de carbón usando bacterias sulfato reductoras

Removal of heavy metals from acid drains from coal mines using reducing sulphate bacteria

Uno de los problemas ambientales más apremiantes de la industria minera es la generación de drenajes ácidos con contenidos elevados de sulfatos y metales pesados. La remoción de los metales pesados presentes en los Drenajes Ácidos de Minas de Carbón (DAMC), es posible mediante la aplicación de bacterias reductoras de sulfato (BSR). El metabolismo de las BSR resulta en la conversión de sulfato a sulfuro, la generación de alcalinidad y la precipitación química de los metales. Este trabajo se enfoco en aislar tres diferentes especies de BSR: Desulfovibrio desulfuricans, Desulfomonas pigra y Desulfobacter spp para la remoción de metales de soluciones acuosas, con el fin de estudiar su posible aplicación en el tratamiento de DAMC. Los microorganismos se aplicaron a disoluciones que simulaban las composiciones químicas de los drenajes de minas de carbón en Colombia, y los resultados mostraron un alto porcentaje de remoción de hierro, níquel, cinc, cobalto y baja remoción para el manganeso. Las concentraciones de sulfito, requeridas para producir un elevado desempeño en la precipitación de los metales se determinó usando cálculos teóricos, los cuales fueron comparados con los resultados experimentales; demostrando la alta aplicabilidad de estos métodos para el futuro desarrollo de sistemas biológicos de BSR para el tratamiento de DAMC. 

INTRODUCCIÓN

las aguas residuales de la explotación del carbón contienen impurezas como: FeS₂, Fe_1-xs, ZnS, NiS, Cu₂S, CuS y PbS; las cuales pueden ser oxidadas por la acción del aire y microorganismos, formando lixiviados de bajo pH, y altas concentraciones de sulfatos y metales pesados que se denominan Drenajes Ácidos de Minas (DAM). en Colombia existen cinco grandes regiones dedicadas a la explotación de minas de carbón, que están generando DAM, y que al ser vertidos a las fuentes hídricas generan un alto grado de contaminación; por consiguiente  se  evidencia la necesidad de plantear una solución a este problema.

Los  humedales  anaeróbicos,  las   lagunas   y los sistemas limestone, son las denominadas tecnologías pasivas que se han utilizado para el tratamiento de los DAM. estas tecnologías requieren poca atención operacional y de mantenimiento, en comparación con las tradicionales, y actualmente han sido ampliamente desarrolladas.

Los humedales anaeróbicos están compuestos de un sustrato orgánico, el cual es descompuesto por la acción de las bacterias. los complejos orgánicos de los sustratos son biodegradados a compuestos orgánicos simples, los cuales pueden ser usados por las bacterias sulfato reductoras.

Las reacciones químicas que se llevan acabo en un sistema que contenga BsR, ha sido descrito según [6], de acuerdo a las siguientes reacciones:

SO₄^-2+ 2C₃H₅O^-₃→2CH₃COO^-+H₂S+2HCO^-₃        (1)

H₂S+M²⁺→MS+2H⁺        (2)