Estudi de la interacció del zinc i coure en la contaminació dels sòls agrícoles fertilitzats

Abstract

En aquest projecte s’ha estudiat la interacció del coure i el zinc en medi aquós amb els sòls agrícoles com a mecanisme d’atenuació natural per tal d’evitar que aquets metalls arribin a les aigües subterrànies. S’ha realitzat la caracterització del sòl agrícola Arbeca, que conté un gran percentatge de carbonats. L’associació dels carbonats amb el coure i el zinc son les espècies més importants, mitjançant la el mecanisme de precipitació. Els experiments duts a terme contemplen en gran part equilibris batch. El plantejament contempla unes condicions inicials comunes sobre les que es va variant la concentració de cada metall de la dissolució present. Aquests equilibris sòl-aigua pretenen reproduir la situació real de l’addició de fertilitzants (purins o sintètics) al sòl agrícola. Es pretén no només veure la interacció metall-sòl sinó la interacció entre els propis metalls. En primer lloc es va fer una comparativa de sòls per a dos sòls extrets de la mateixa zona, essent del mateix tipus, però d’anys diferents. La comparativa ha demostrat que la capacitat d’eliminació dels metalls és la mateixa per a ambdós sòls. També es fa fer un breu estudi d’evolució de pH a diferents temps de reacció. La ràpida pujada de pH suposava que la reacció era ràpida i que el temps escollit als experiments batch garantia l’arribada a l’equilibri. Els resultats de les proves batch realitzades han mostrat una gran facilitat de retenció d’ambdós metalls. No obstant és el coure qui més facilitat té per a precipitar, tant si la presència de zinc és gran com inexistent. D’altra banda el zinc sí es veu afectat per la presència de coure. Malgrat trobar-se fins a concentracions de dues vegades la de coure, la seva eliminació es veu disminuïda ja que és el coure qui precipita preferentment. Per tal de confirmar les observacions i deduccions extretes a partir dels equilibris batch, es va muntar una columna de percolació que simulava la percolació natural del sòl d’estudi. En un primer moment es va caracteritzar el sistema i va fer passar aigua tant per ajustar paràmetres com per humitejar la columna. Després es va canviar l’alimentació de la columna i se’n feu passar una de 60 ppm de zinc durant 48h per tal de carregar la columna de zinc. El següent pas va ser canviar l’alimentació per una de coure de 120ppm. Finalment es va tornar a passar aigua a mode de traçador. Els resultats han mostrat com durant l’alimentació de zinc, aquest zinc queda retingut i no en surt per cua de columna. En quan s’introduí l’alimentació de coure, el zinc retingut es tornés a dissoldre i és el coure qui va restar a la columna, tot sortint el zinc per cua de columna. Això demostra que hi ha una predominança de precipitació del compostos del coure davant els del zinc i que en un sistema competitiu coure-zinc el coure precipitaria fins a pràcticament esgotar-se abans que el zinc comencés a fer-ho.