PRESENCIA DE CROMO HEXAVALENTE EN SUELO Y ACUÍFERO DE TULTITLÁN, ESTADO DE MÉXICO Dra Rosario Iturbe Argüelles M en I Alejandrina Castro Dra Magalí Carro Pérez Dr. José Luz González Chávez

CONTENIDO

Antecedentes Trabajos realizados Trabajos del II Resultados Conclusiones

ANTECEDENTES Cromatos de México, S.A. de C.V. – periodo 1958 a 1978, en Tultitlán, Edo de México.

Materia prima - cromita (FeCr2O4)

La fábrica generaba diariamente los siguientes residuos :

• 12 toneladas de cromato de sodio, • una tonelada de cromato de potasio, • ocho toneladas de sulfato de sodio y •seis de hidróxido de aluminio.

ANTECEDENTES En la producción de los diferentes artículos cromados no se contaba con ningún tipo de control, en las emisiones a: » atmósfera » aguas residuales » disposición de los residuos finales.

Estos residuos finales eran donados para relleno y aplanado de las calles que no contaban con pavimentación ni drenaje, mientras que el resto de los residuos eran acumulados al aire libre dentro del predio.

ANTECEDENTES

El sitio está ubicado en la parte suroeste de la zona hidrológica Cuautitlán, perteneciente a la Cuenca de México, específicamente en la margen suroeste de una planicie aluvio-lacustre (CNA, 2004).

ANTECEDENTES En el lugar se quedaron entre 75 mil y 120 mil toneladas de residuos, en su mayoría cromita (más estable químicamente y menos peligrosa que el cromo), y aproximadamente un 3% de cromo hexavalente (2250 a 3600 ton).

FUENTE:Cruz González, 2009

ANTECEDENTES CROMO Elemento presente en el ambiente: ● Rocas ● Plantas ● Suelos ● Animales en formas principalmente derivadas del cromo III y del cromo VI.

El cromo puede entrar al organismo humano por: ● inhalación, ● ingestión y ● absorción a través de la piel.

Los efectos adversos que el cromo puede ocasionar sobre la salud humana dependen del estado de valencia en el momento de la exposición y de la solubilidad del compuesto que se trate. La importancia toxicológica se da en el cromo con estado de valencia 3+ o 6+.

ANTECEDENTES PATOLOGIAS ENCONTRADAS

En trabajadores de la empresa como en habitantes de la localidad Perforación de tabique nasal Lesiones renales Problemas cutáneos Numerosos casos de cáncer Daño permanente o disminución de la vista > 100 muertes entre niños y adultos en la zona de Lechería Último estudio: Concentración de cromo en orina y pelo en una muestra de 300 habitantes de la zona, están por arriba de la norma aceptada por EUA

ANTECEDENTES AÑO

1976-1984

ACTIVIDADES

1983

Construcción de cementerio industrial

1985

Estudio realizado

1999

Agrietamiento del contenedor

2000-2007

DEPENDENCIA

Monitoreo continuo de agua subterránea

SARH CROMATOS Ito de Geografía

Sequimiento de la contaminación del acuífero local

CONAGUA

2000

Declaración del sitio como zona de contingencia ambiental

PROFEPA

2003

Integración de grupo multidisciplinario

2004

GTZ aporta una cantidad para el saneamiento del sitio

2006

Inicio del saneamiento

2007

Planeación, licitación y adjudicación desmantelamiento de la construcción

2008-2009

2008 2008-2012

Retiro de 75000 ton de residuos

Estudio sobre contaminación remanente Remediación del suelo y del acuífero

SEMARNAT Sec de Ecol del Edo de México Ayuntamiento Tultitlán Col Ing Geólogos GTZ

SEMARNAT para

el SEMARNAT

CONAGUA-II-UNAM SEMARNAT-CONAGUA

ANTECEDENTES Acuífero Cuatitlán-Pachuca » Capa superficial de suelo de poco espesor » Capa de espesor variable (materiales finos de baja permeabilidad)

» Acuífero principal formado por dos capas en contacto de alta permeabilidad de diferentes materiales ● Capa superior (sedimentos aluvio-lacustres: arenas con intercalaciones de arenas arcillosas y gravas ● Capa inferior (sedimentos fluviales: gravas y arenas semiconsolidadas)

TRABAJOS REALIZADOS

FUENTE:: SEMARNAT Y GTZ

TRABAJOS REALIZADOS

FUENTE:: SEMARNAT Y GTZ

TRABAJOS REALIZADOS

FUENTE:: SEMARNAT Y GTZ

TRABAJOS DEL II La Comisión Nacional del Agua, realizó un convenio de colaboración con el Instituto de Ingeniería, de la UNAM, en el año 2009, para analizar las concentraciones remanentes de cromo total y hexavalente en el suelo y agua subterránea del área. Los trabajos iniciaron con la perforación y construcción de tres pozos de 200 metros de profundidad, cada uno.

TRABAJOS DEL II

Se realizó la descripción y recuperación de 70 metros de núcleo para el estudio petrográfico de distintos horizontes, así como la descripción litológica de corte y análisis para cromo total y hexavalente .

FUENTE:: SEMARNAT Y GTZ

TRABAJOS DEL II

Grupo de Saneamiento de Suelos y Acuíferos OBJETIVO Probar la adsorción del cromo hexavalente en las muestras de los núcleos obtenidos de los pozos perforados, para conocer la forma de migración del mismo en el acuífero.

TRABAJOS DEL II

La adsorción es un proceso en el que un compuesto soluble (adsorbato) se remueve de la solución por contacto con una superficie sólida (adsorbente). El adsorbente es el suelo, y va a tener mayor influencia a mayor contenido de carbono orgánico, debido a que las partículas de suelo pueden presentar un área superficial muy alta.

TRABAJOS DEL II

Los principales factores que afectan la adsorción son: •Solubilidad. A mayor solubilidad menor adsorción. •Estructura molecular. Los compuestos de cadena ramificada se adsorben más que los de cadenas lineales. •Peso molecular. Las moléculas más grandes se adsorben mejor que las moléculas de menor tamaño. •Polaridad. A mayor polaridad menor adsorción.

TRABAJOS DEL II La expresión más simple de la sorción en equilibrio es la sorción lineal

Cs = Kd Ce donde: Cs, masa del compuesto adsorbido por la masa del suelo (mg/kg) Kd, coeficiente de distribución (ml/g) Ce, concentración del químico en la fase líquida (mg/l) Esta ecuación considera que una gráfica en la que se represente Cs en las ordenadas con Ce en las abscisas resultará en una línea recta y la pendiente corresponderá al coeficiente de adsorción Kd. Si la curva resulta curvilínea se deberá probar el modelo de Freundlich o el de Langmuir. n

Cs = Kd Ce

TRABAJOS DEL II Los suelos para la experimentación provienen del núcleo de uno de los tres pozos perforados a 200 m de profundidad como parte del proyecto realizado entre la Comisión Nacional del Agua y el Instituto de Ingeniería de la UNAM. Del pozo se obtuvo la recuperación de 70 metros de núcleo.

Muestra 46

Muestra 26

RESULTADOS

Los suelos del núcleo en general son limos arenosos con presencia menor de arcilla y arenas finas, con presencia de cromo.

RESULTADOS Las concentraciones iniciales de cromo utilizadas fueron de 50 a 500 mg/l Las muestras se agitaron durante 24 h, se centrifugaron a 4000 rpm y luego se filtró la muestra a analizar. A la solución líquida sobrenadante, se le determinó la concentración de cromo con espectrofotómetro .

RESULTADOS

0.200

0.200 0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

-0.400 log Cs = 1.3691 log Ce - log 3.4783 Kd = 3.32x10-4 L/g R² = 0.9646 -0.800 -0.600

0.000 0.000 -0.200 -0.400

-0.600

-1.000

-0.800

-1.200

-1.000

-1.400

0.030 0.025 0.020 Cs (mg/g)

log Cs

0.000 0.000 -0.200

0.400

Modelo de Freundlich

log Cs

0.400

0.015 0.010

Modelo de Freundlich 0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

y = 2.0759x - 5.3126 kD = 4.86X10-6 l/G R² = 0.9922

log Ce

log Ce

Modelo Lineal y = 0.0007x - 0.008 Kd= 0.0007 L/g R² = 0.918

S1: Kd = 0.332 mL/g y un valor de n = 1.37 S2: Kd = 0.0049mL/g y un valor de n = 2.076 S3:Kd = 0.07mL/g

0.005 0.000 0.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 -0.005 Ce (mg/L)

RESULTADOS 160 140 120

Potencial zeta

100 80 60

40 20 0 -20 0

2

4

6

8

10

12

-40 -60 -80

pH SUELO 1

Los tres suelos presentan, para los diferentes valores de pH, una carga negativa, lo cual explica la baja adsorción.

SUELO 2

SUELO 3

De acuerdo con diversos estudios de la bibliografía, a valores de pH mayores a 7, predominan los iones CrO42- , mientras que para valores de pH, entre 1 y 6, predomina el HCrO4- lo que indica que a valores de pH normales de aguas naturales, se espera encontrar los iones CrO42-, HCrO4, y Cr2O22-; es decir, iones con carga negativa.

RESULTADOS En cuanto a la forma de migración del Cr(VI) se analizaron las concentraciones de Cr total y Cr(VI) a lo largo del núcleo de uno de los pozos perforados (0 a 65 m), así como la masa de suelo contenido en el mismo. En el volumen del núcleo de 1.185 m3, hay presencia de ambas especies a todo lo largo. La concentración promedio de Cr total es de 43.5 mg/kg, con una masa total de 21.1 g; mientras que para Cr(VI), la concentración promedio es de 4.37 mg/kg con una masa de 2.12 g. Una estimación gruesa con estos valores indica que en el área afectada (16,000 m2) y a 65 m de profundidad, donde se estima inicia el nivel freático actualmente, se tienen distribuidos 18.53 ton de Cr total y 1.86 ton de Cr(VI).

CONCLUSIONES »En el presente estudio de adsorción, se comprueba que la adsorción de Cromo (VI) es mínima en los tres suelos estudiados. Esto se atribuye principalmente a las interacciones electrostáticas entre los aniones de Cr(VI) en solución y la carga superficial de los suelos, que en todos los casos se presentó mayoritariamente negativa. » A pesar de que la adsorción es muy baja , debido al tiempo que ha transcurrido (más de 35 años) y a la masa contaminante de que se trata, el suelo y el acuífero AÚN presentan concentraciones de cromo total y hexavalente.

» El problema continúa sin solución definitiva » Se concluye que en México los pasivos ambientales siguen siendo un problema importante y que debe prestarse más atención a un problema que tiene más de 35 años sin solución definitiva

GRACIAS