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Title: Mecanismos de autodepuración de pentaclorofenol y 2,4,6 triclorofenol en el río Bíobio entre Negrete y Laja.
Authors: Vidal, Gladys, supervisora de grado
Domínguez Lecky, Viccelda María
Keywords: Biodegradación;Compuestos Organoclorados;Calidad del Agua - Chile - Río Bío-Bío;Río Bío-Bío (Chile).
Issue Date: 2004
Publisher: Universidad de Concepción, Facultad de Ciencias Ambientales, Departamento de Ingeniería Ambiental.
Abstract: En la cuenca del río Biobío y en el área marina adyacente se concentra aproximadamente un 50% de las plantaciones forestales del país, un 90% de la producción nacional de celulosa, 100% de papel periódico y 90% de madera. La situación actual y futura, implica una creciente presión sobre la calidad del agua del río Biobío, debido a que ésta es usada para abastecimiento de agua potable (uso doméstico), industrial, riego y como receptor de las descargas de los residuos líquidos tratados (industriales y domésticos). La industria de celulosa kraft produce una variada gama de compuestos específicos que son descargados a través de sus efluentes. Debido a las tecnologías empledas en el blanqueo de la pulpa de celulosa kraft, esta industria puede descargar pentaclorofenol (PCP) y 2,4,6-triclorofenol (2,4,6-TCP) al medio. En efecto, estos compuestos han sido encontrados en el río Biobío y en particular en los subtramos estudiados. Dichos compuestos son tóxicos y ampliamente reconocidos como agentes carcinogénicos. El objetivo de esta tesis es investigar los mecanismos de autodepuración de PCP y 2,4,6-TCP en el río Biobío entre Negrete y Laja, considerando, dos subtramos con características hidrodinámicas y físico-químicas distintas y condiciones críticas de descarga. Se investigaron básicamente como mecanismos de transformación la biodegradación y fotólisis, mientras que como mecanismos de transferencia de masa la adsorción/desorción y volatilización. Para la determinación de las cinéticas de biodegradación y adsorción/desorción se tomaron muestras de agua y sedimento en el subtramo Laja y se realizaron ensayos en batch a nivel laboratorio. Considerando las características físico-químicas del agua del río y las características del PCP y 2,4,6-TCP se determinaron teóricamente las constantes cinéticas de fotólisis y volatilización. Por otro lado, en el subtramo de Coihue se realizaron pruebas hidráulicas en terreno, con la finalidad de determinar la constante de dispersión transversal, mediante la aplicación de un programa de calidad de aguas elaborado por el Grupo de Modelación Matemática de Calidad del Agua y Resolución Numérica (GMMCARN 2002) de la Universidad de Concepción y el método de análisis de cambio de momentos. Para determinar cual es el parámetro más sensible del programa de calidad de agua, se realizaron análisis de sensibilidad simples y combinados. Se pudo determinar que en tramos donde hay una elevada carga ambiental debido a descargas de PCP y 2,4,6-TCP existen bacterias adaptadas que son capaces de degradar concentraciones de 2,4,6-TCP hasta 260 mg/L de 2,4,6-TCP. Para este tipo de microcosmo, se determinó un valor para la constante de saturación (Ks) de 112,4 mg/L de 2,4,6-TCP, mientras que la constante de inhibición (Ki) fue de 243,9 mg/L de 2,4,6-TCP. Sin embargo, estas mismas cepas no presentaron la habilidad para degradar PCP. Para efectos de modelación se consideró como constante debido a la biodegradación de 2,4,6-TCP el valor de 4,210-5 1/s. En el caso de la fotólisis, se consideró un valor para el PCP y 2,4,6-TCP de 1,610-6 1/s cada uno. El sedimento del subtramo Laja del río Biobío, presenta baja adsorción e irreversibilidad debido principalmente a su granulometría, arena gruesa (escala de Wentworth), mínimo porcentaje de finos (0,12), bajo contenido de carbono orgánico (0,22 %) y pH cercano a 7. La constante cinética de adsorción del 2,4,6-TCP y PCP fue de 2,910-7 1/s y 4,310-7 1/s, respectivamente. Por otra parte, la cinética de volatilización calculada en condiciones críticas (época de estiaje: 20 °C y velocidad del agua de 0,5 m/s) fue de 210-6 1/s para el PCP y 2,210-6 1/s para el 2,4,6-TCP. Además de determinar los coeficientes hidráulicos de dispersión y advección, se aplicó la condición de caudal más crítica (7Q10) para predecir la calidad del agua, de acuerdo al programa GMMCARN (2002). Los resultados indican, que bajo el escenario crítico (época de estiaje), en el subtramo de Laja, se cumpliría con el valor recomendado por la Organización Mundial de la Salud, para concentraciones de 2,4,6-TCP en el agua (10 μg/L). Sin embargo, en la zona de mezcla (lugar de descarga de la industria de celulosa kraft blanqueada) esto no ocurre. Más aún, para el caso del PCP en ninguna de las secciones simuladas, se cumpliría con la futura norma secundaria de calidad ambiental para la protección de las aguas continentales superficiales (CONAMA 1997), considerando calidades de agua clases 1 (Muy buena calidad: indica un agua apta para la protección y conservación de las comunidades acuáticas, para el riego irrestricto y para los usos comprendidos en las clases 2 y 3) y 2 (Buena calidad: indica un agua apta para el desarrollo de la acuicultura, de la pesca deportiva y recreativa, y para los usos comprendidos en la clase 3). Considerando las constantes cinéticas de transformación y transferencia de masa, determinadas en este estudio, sólo se podría alcanzar a cumplir con calidad de agua clase 3 (indica un agua adecuada para bebida de animales y para riego restringido). Se recomienda seguir realizando estudios que consideren los efectos sinérgicos de la mezcla de contaminantes, y además realizar campañas en terreno de calibración y validación de modelos para contaminantes específicos, que permitan predecir con mayor precisión la calidad del agua y así mejorar la gestión de ésta. PALABRAS CLAVES: Autodepuración, 2,4,6-triclorofenol, pentaclorofenol, biodegradación, adsorción, volatilización, fotólisis.
Description: Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias Ambientales.
URI: http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/5493
metadata.dc.source.uri: http://ezpbibliotecas.udec.cl/login?url=http://tesisencap.udec.cl/concepcion/dominguez_l_v/index.html
Appears in Collections:Departamento de Ingeniería Ambiental - Tesis Doctorado

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