Tratamiento de aguas de efluentes minero – metalúrgicos utilizando, métodos pasivos y activos en sistemas experimentales

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(1)Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS. RM ÁT. IC. A. Y. CO. M UN. IC. AC IÓ. N. ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS. IN FO. Tratamiento de aguas de efluentes minero – metalúrgicos utilizando, métodos pasivos y activos en sistemas. ST. EM. AS. DE. experimentales.. TESIS. BIÓLOGO. RE CC IO. N. DE. SI. PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE. AUTOR: Br. Paolo Yordano Rimarachin Varas. DI. ASESOR: Dr. Félix Ricardo Huaranga Moreno TRUJILLO – PERU 2015. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(2) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Dr. Orlando Moisés Gonzáles Nieves. AC IÓ. N. RECTOR. IC. Dr. Rubén Cesar Vera Véliz. Y. Dr. Weyder Portocarrero Cárdenas. CO. M UN. VICERRECTOR ACADÉMICO. RM ÁT. IC. A. VICERRECTOR DE INVESTIGACIÓN. Dr. Esteban Alejandro Ilich Zerpa. EM. AS. DE. IN FO. SECRETARIO GENERAL. ST. Dr. José Mostacero León. Dr. William Zelada Estraver. RE CC IO. N. DE. SI. DECANO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS. DI. SECRETARIO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS. Dr. Freddy Peláez Peláez. DIRECTOR DE LA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(3) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. PRESENTACIÓN. N. SEÑORES MIEMBROS DEL JURADO DICTAMINADOR:. AC IÓ. En cumplimiento con las disposiciones vigentes en el reglamento de grados y títulos de. IC. la Universidad Nacional de Trujillo, someto a vuestra consideración la presente tesis. M UN. titulada: Tratamiento de aguas de efluentes minero – metalúrgicos utilizando métodos. CO. pasivos y activos en sistemas experimentales, con lo cual estoy cumpliendo con uno de. Trujillo, Noviembre del 2014.. -------------------------------------------------Br. Paolo Yordano Rimarachin Varas. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. RM ÁT. IC. A. Y. los requisitos indispensables para optar el Título Profesional de Biólogo.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(4) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. DEL ASESOR. El que suscribe, profesor asesor de la presente tesis titulada: Tratamiento de aguas de. AC IÓ. N. efluentes minero – metalúrgicos utilizando métodos pasivos y activos en sistemas. M UN. IC. experimentales.. CO. CERTIFICA:. Y. Que la investigación ha sido desarrollada en conformidad con su correspondiente. IC. A. proyecto y las orientaciones pertinentes; por tal razón el informe ha sido redactado con. RM ÁT. mi asesoramiento, acogiendo las observaciones y sugerencias alcanzadas, por lo que. IN FO. autorizo al Br. Paolo Yordano Rimarachin Varas, continuar con su procedimiento según. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. sus fines.. __________________________________ Dr. Félix Huaranga Moreno ASESOR. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(5) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. AC IÓ. N. JURADO DICTAMINADOR. IC. _________________________________. M UN. Dr. Eloy López Medina. RM ÁT. IC. A. Y. CO. PRESIDENTE. IN FO. ________________________________ Dra. Angelita Cabrera Cabrera. ________________________________ Dr. Félix Huaranga Moreno VOCAL. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. SECRETARIO. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(6) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. APROBACIÓN. Los profesores que suscriben, miembros del jurado dictaminador, declaran que la. AC IÓ. N. presente tesis titulada: Tratamiento de aguas de efluentes minero – metalúrgicos utilizando métodos pasivos y activos en sistemas experimentales, ha cumplido con los. CO. M UN. IC. requerimientos formales y fundamentales, siendo aprobada por:. _________________________________. A IC. DE. IN FO. RM ÁT. PRESIDENTE. Y. Dr. Eloy López Medina. AS. ________________________________. SECRETARIO. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. Dra. Angelita Cabrera Cabrera. ________________________________ Dr. Félix Huaranga Moreno VOCAL. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(7) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. DEDICATORIA. A Dios todo poderoso, por haberme dado la vida. AC IÓ. N. e iluminarme día a día y poder cumplir todos mis. CO. M UN. IC. objetivos trazados.. A mi madre Janett y mi padre Homero, por su. A. Y. cariño, apoyo incondicional, sacrificio y por. IC. hacer de mi un profesional con valores humanos. RM ÁT. para servir con emoción social a los seres. AS. DE. IN FO. que me rodean.. EM. A mis abuelitas Olga y Corina, asi como también. ST. a mis hermanos Milagros y Santiago, por el. SI. apoyo brindado para superar las adversidades. DE. de, la vida y motivarme profesionalmente y. N. quienes están en los momentos más difíciles y. DI. RE CC IO. alegres de mi vida.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(8) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. AGRADECIMIENTO. A la Universidad Nacional de Trujillo, a través. AC IÓ. N. de los docentes de la Facultad de Ciencias Biológicas, por las enseñanzas trasmitidas. IC. durante los cinco años de la formación. CO. M UN. académica.. Y. Al profesor asesor Dr. Félix Huaranga. IC. A. Moreno por compartir sin recelo sus. RM ÁT. conocimientos, por desear que sus alumnos. apoyarme en la orientación, elaboración y. culminación de la tesis y por incentivar los deseos de investigación.. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. siempre continúen creciendo. Gracias por. DE. A mis tíos, Mayo, Victor, Martha, Alicia, Margot, Mari, Mercedes, John, Rosmeri, Almeri, Luis, Marleny. RE CC IO. N. y a mis amigas Maribel, Vanessa, Nancy, Wendy y. Daniela quienes en cada momento estuvieron brindándome su apoyo incondicional y celebran. DI. mis logros como si fueran los suyos.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(9) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. RESUMEN. Los relaves mineros son la principal fuente de contaminación debido a la presencia de metales pesados, que repercuten en el sistema ecológico y en la salud. N. humana; por lo que es de necesidad la implementación de técnicas innovadoras que. AC IÓ. ayuden a mitigar el impacto generado por estos contaminantes, como es el caso del plomo, cobre, zinc, arsénico, cadmio y mercurio; de allí que el objetivo del presente. IC. proyecto de investigación es realizar estudios para reducir el grado de contaminación de. M UN. aguas de minas, aplicando métodos activos y pasivos, los cuales son aplicaciones. CO. prácticas para el tratamiento de efluentes de minas.. Y. En la parte experimental dentro del método pasivo utilizando el compost y humus. A. como material de reacción se usó la técnica de flujo estable propuesta por Smit,. IC. mientras que para el caso del método activo utilizando membrana semipermeable. RM ÁT. artesanal se siguió la técnica de la ósmosis inversa. El análisis cuantitativo de los metales pesados Cu, Zn, As, Pb, Cd y Hg, se realizó utilizando el espectrofotómetro. IN FO. Perkin Elmer 601.. Los resultados obtenidos mediante el sistema compost y humus nos muestran. DE. una remoción de los metales pesados cobre, arsénico, cadmio y mercurio superiores al. AS. 97 %; en comparación con los metales pesados que presentaron menores porcentajes de. EM. remoción, zinc para el humus con 85.67 % y plomo para compost con 95.66 %. En el. ST. sistema de membrana semipermeable artesanales, los metales pesados como el plomo,. SI. arsénico y zinc fueron retenidos en niveles superiores al 99 % y otros como el mercurio. DE. y cadmio fueron retenidos totalmente; en este caso el metal con menor capacidad de retención fué el cobre con valores de 98.83 % para la membrana del humus y 99.55 %. RE CC IO. N. para la membrana del compost. Por lo cual se concluye que el humus y compost tienen una elevada capacidad de remoción de metales; y al juntarlo con la membrana semipermeable, que presenta una alta capacidad de retención de metales, maximiza aún. DI. más los resultados esperados.. PALABRAS CLAVE: Remoción, metal pesado, espectrofotómetro, osmosis inversa, membrana semipermeable.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(10) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. ABSTRACT. The tailings are the main source of contamination due to the presence of heavy metals, which impact the ecosystem and human health; so it is necessary to implement innovative techniques to help mitigate the impact caused by these pollutants, such as. AC IÓ. N. lead, copper, zinc, arsenic, cadmium and mercury; hence the objective of this research project is to conduct studies to reduce the degree of water pollution from mines, using. IC. active and passive methods, which are practical applications for the treatment of mine. M UN. effluents.. In the experimental part within the liability method using compost and humus as. CO. reaction material steady flow technique proposed by Smit was used, while for the case. Y. of active method using semipermeable membrane craft technique of reverse osmosis. IC. A. followed. Quantitative analysis of the heavy metals Cu, Zn, As, Pb, Cd and Hg, was. RM ÁT. performed using the Perkin Elmer 601 spectrophotometer.. The results obtained using compost and humus system show us a removal of. IN FO. heavy metals copper, arsenic, cadmium and mercury above 97%; compared to heavy metals showed lower percentages of removal, zinc hummus with 85.67% and lead to. DE. compost with 95.66%. In the system of craft semipermeable membrane, heavy metals like lead, arsenic and zinc were retained at levels above 99% and others such as mercury. AS. and cadmium were held totally; in this case the metal holding capacity less copper was. EM. 98.83% with values for humus membrane and 99.55% for the membrane of the. ST. compost. Therefore we conclude that the humus and compost have a high capacity for. SI. removal of metals; and to join it with the semipermeable membrane having a high metal. RE CC IO. N. DE. holding capacity, further maximizes the expected results.. KEYWORDS:. Removal,. heavy. metal,. spectrophotometer,. reverse. osmosis,. DI. semipermeable membrane.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(11) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. INDICE. AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO……….…ii. N. PRESENTACIÓN…………………………………………………………………....iii. AC IÓ. DEL ASESOR………………………………………………………………………..iv. IC. JURADO DICTAMINADOR……………………………………………………......v. M UN. APROBACION…………………………………………………………...................vi. CO. DEDICATORIA....………………………………………………………………….vii. A. Y. AGRADECIMIENTO……………………………………………………………...viii. RM ÁT. IC. RESUMEN…………………………………………………………………………..ix ABSTRACT………………………………………………………………………….x. IN FO. INDICE………………………………………………………………………………xi INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………....1. DE. MATERIALES Y MÉTODOS……………………………………………………….5. EM. AS. RESULTADOS………………………………………………………………………7. ST. DISCUCIÓN…………………………………………………………………………16. SI. CONCLUSIÓN………………………………………………………………………19. DE. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA………………………………………………….20. DI. RE CC IO. N. ANEXOS…………………………………………………………………………….24. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(12) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. INTRODUCCIÒN Existe actualmente un panorama de amplia preocupación en el ámbito internacional sobre la gravedad que ha alcanzado los diversos tipos de problemas. AC IÓ. N. ambientales que aquejan al planeta, como es el caso de la contaminación por residuos. sólidos, líquidos y gaseosos que se descargan al suelo, la atmosfera y cuerpos de agua;. M UN. IC. entre los que se pueden mencionar los relaves mineros (Toledo y Argueta, 1993).. La minería cumple un rol fundamental en la economía de los países del mundo,. CO. dentro de los que se encuentran el Perú y en donde constituye un gran factor de. Y. desarrollo. Siendo el primer proveedor de divisas aporta hoy más del 60% del total de. A. nuestros ingresos por exportaciones; no obstante, es también un generador de residuos,. RM ÁT. IC. los cuales, si no son adecuadamente manejados, tienen el potencial de generar impactos ambientales que podrían permanecer mucho tiempo después del cierre de las operaciones; en particular, los relaves y desmontes de mina pueden contener sulfuros. IN FO. metálicos que, al quedar expuestos al oxígeno de la atmósfera, son oxidados y generan drenaje ácido, también es el caso de los metales en solución como el plomo, iniciando. DE. una fuente de contaminación que luego es muy difícil y costoso controlar (Andía y. EM. AS. Lagos, 2000).. En la eliminación de contaminantes metálicos se han aplicado tanto métodos. ST. físicos como químicos; sin embargo, todos ellos presentan ciertas desventajas, entre. SI. ellas su alta relación costo-efectividad, la generación de subproductos peligrosos o su. DE. ineficiencia cuando la concentración de metales en los entornos contaminados está por. RE CC IO. N. debajo de 100 ppm (Gavrilescu, 2004). Actualmente los metales pesados están entre los contaminantes más tóxicos que contienen los residuos mineros, lo que ha llegado a. DI. ser un problema severo para la salud pública (Demirbas, 2004).. Existe un gran número de tratamientos a los que se pueden someter los residuos. de relaves mineros, cuya finalidad se dirige básicamente a la recuperación de recursos (materiales y energéticos), la detoxificación y la reducción de volumen. de los. contaminantes previa a su disposición final, usando para ello la remoción de metales pesados contenidos en la solución de relave (Vijayaraghavan y Yun, 2008). 1 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(13) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. A nivel internacional se puede mencionar una serie de trabajos por diversos investigadores dentro de los que se puede mencionar a Ackman (2000), quien utilizando la viabilidad de la cal para el tratamiento de agua acida de mina, determinó que cuando no existen concentraciones residuales bajas para metales pesados se realiza el. AC IÓ. N. tratamiento clásico de oxidación, con dosis de álcalis y sedimentación.. Por otro lado (Aduvire, 2000), en su trabajo sobre prevención de la formación y. IC. tratamiento de aguas ácidas por métodos pasivos, determinó que los métodos de. M UN. tratamiento pasivo se basan en los mismos principios físicos, químicos y biológicos que tienen lugar en los fangos naturales (wetlands), y en donde se mitigan las aguas. CO. contaminadas, consiguiendo la eliminación de metales y la neutralización del pH.. Y. Plantean asimismo, que hay una variedad de técnicas complementarias como las. IC. A. aeróbicas, anaeróbicas, de drenajes anóxicos calizos (Anoxic Limestone Drains) y de. RM ÁT. barreras reactivas permeables cuando son aguas subterráneas (Permeable Reactive Barriers). En la práctica estos métodos se emplean solos o combinados, dependiendo de. IN FO. la caracterización que se tiene de las aguas acidas.. De igual modo, Cohen y Staub, (1992) y Hedin, et al., (1994), en su trabajo sobre. DE. diseño y operación de un sistema de tratamiento de drenaje de minas pasiva, mencionan. AS. que los métodos pasivos para aguas de mina han evolucionado desde hace 16 años,. ST. EM. cuando inicialmente se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos.. SI. Asimismo (Bannister, 1997), en su trabajo tratamiento de agua acida utilizando. DE. humedales, afirma que existen muchos ejemplos de la mala aplicación de humedales aeróbicos para aguas ácidas de minas. Sostienen que los humedales aeróbicos son. RE CC IO. N. inapropiados para el tratamiento de aguas aún ácidas, porque los procesos estimulados en humedales aeróbicos resultan en la hidrólisis del hierro, un proceso que libera acido protónico. Sin embargo, una vez que se ha corregido la acidez de un agua de mina por. DI. otro tipo de sistema pasivo, se puede usar un humedal aeróbico como paso final, para remover los últimos mg/l de hierro.. Otro enfoque de la temática de la presente investigación, es la propuesta en los Estados Unidos por Boonstra et al., (1999), quien en su trabajo titulado tratamiento biológico de drenaje ácido de minas, sostiene que en la utilización de membranas 2 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(14) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. sintéticas, si existieran concentraciones residuales bajas de metales pesados en relación con la mayor concentración de la suma de metales totales, se utiliza el proceso SAVMIN. TM. , hecho que concuerda con los datos reportados en España, por Smit. (1999); y si hay fuentes de carbono crudo se utiliza el método ASPAM que es un ejemplo impresionante de varias tecnologías Sudafricanas que se conocen como. AC IÓ. N. "biodesalinización", según Rose et al., (1998).. IC. Amrit (2011), en su trabajo sobre dendímeros cristalinos líquidos demostraron su. M UN. alta capacidad para rebajar la ecotoxicidad de metales pesados presentes en solución, en razón de que estas moléculas presentan una alta afinidad electrónica en razón de que en. Y. CO. su composición química destacan los grupos OH, COOH y NH2.. IC. A. Por otro lado, en Colombia, Bendeck (2003), sostiene que el máximo componente. RM ÁT. del humus y del compost son las sustancias húmicas, los que a través del proceso de intercambio catiónico de sus grupos químicos a nivel de las micelas coloidales, permite. IN FO. absorber cationes como los metales pesados presentes en relaves mineros.. Farha, et al., (2009) en su trabajo sobre la eliminación de algunos cationes de. DE. metales pesados por la resina sintética C100, Purolite, afirman que mediante el proceso. AS. de intercambio iónico se remueven los iones no deseados de una solución acuosa a un. EM. material sólido llamado intercambiador de iones. El intercambio es estequiométrico. ST. porque acepta iones mientras devuelve un número equivalente de radicales libres. SI. almacenadas en la matriz del intercambiador iónico, debido a que la matriz comúnmente. DE. es un polímero poroso impregnado con grupos funcionales.. RE CC IO. N. Finalmente, de acuerdo a Vidal (1999), en su trabajo sobre técnicas de filtración tangencial, afirma que los métodos activos más importantes y aplicables en la actualidad para el tratado de aguas acidas de mina corresponden al denominado método de osmosis. DI. inversa.. Con respecto a investigaciones a nivel nacional sobre el particular no se tiene. referencias, salvo el reporte por publicar de Arteaga (2013), sobre nanodendímeros en sistemas experimentales.. 3 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(15) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Por lo que, siendo la contaminación por relaves mineros y especialmente a nivel de las aguas ácidas, una de las problemáticas de primer orden en nuestro país, la cual está generando un impacto drástico en ríos, lagos y lagunas, así como en terrenos de cultivo de los principales valles agrícolas del Perú; razón por la cual la presente investigación se plantea como alternativa para mitigar el impacto ambiental causado por metales pesados. AC IÓ. N. como lo es el Cu, Zn, As, Pb, Cd y Hg, los que se encuentran en concentraciones altas en el material de relave de las relaveras. De allí que el objetivo de la presente. IC. investigación fue determinar la capacidad de remoción y retencion de estos metales de. M UN. relaves mineros en solución mediante métodos pasivos y activos utilizando como materiales de experimentación el humus, compost y membranas semipermeables. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. RM ÁT. IC. A. Y. CO. naturales artesanales.. 4 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(16) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. MATERIAL Y MÉTODOS Material de Estudio El material de estudio estuvo constituido por material de relave proveniente de las relaveras de la zona de Samne, Provincia de Otuzco, Región la Libertad, Perú (Fig.. N. 1); asimismo de piedra caliza, compost y humus los que se obtuvieron de proveedores. AC IÓ. comerciales (Anexo 1, 2 y 4) y membrana semipermeable artesanal de vejiga de cerdo (Anexo 5), obtenida del camal municipal del distrito de El Porvenir.. IC. Tecnica a utilizar. M UN. Se usó la técnica de flujo estable (Smit, 1999), donde el sistema experimental. CO. estuvo constituido por tres repeticiones para cada concentración, utilizándose tres dispositivos de material plástico rectangulares de 17x13x21cm, a los cuales se agregó. Y. un litro de solución de relave con la concentración especificada en el Cuadro 2, los que. IC. A. previamente fueron dispersados a alta velocidad con un agitador magnético (Anexo 7).. RM ÁT. Luego de 15 días de sedimentación en el primer sistema (Fig. 1), se pasó a continuación el material sobrenadante al segundo sistema que estuvo constituido por dos pozas, la. IN FO. primera contenía piedra caliza/humus y la segunda piedra caliza/compost; y a cuya salida se realizó el correspondiente análisis de los metales pesados Cu, Zn, As, Pb, Cd y. DE. Hg. A continuación, utilizando la técnica de la osmosis inversa con membrana semipermeable artesanal se hizo fluir parte del líquido por la membrana semipermeable,. AS. realizándose finalmente un último análisis químico cuantitativo utilizando el. EM. espectrofotómetro Perkin Elmer 601 para el análisis de los metales pesados tomados en. SI. ST. cuenta.. DI. RE CC IO. N. DE. Entrada con solución de metales pesados. Salida de solución Sín metales. Fig. 1. Perfil esquemático del sistema experimental. 5 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(17) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. En el cuadro 2, se observa la concentración de los metales pesados plomo, cobre, zinc, arsénico, cadmio y mercurio utilizados en la experimentación a partir de muestras de relaves mineros previamente analizados. Cada concentración durante la etapa experimental fue trabajada en forma independiente.. AC IÓ. N. Cuadro 1. Concentración de los metales pesados plomo, cobre, zinc, arsénico, cadmio y mercurio, presentes en muestra de relaves, procedentes del distrito de. Condición. Peso relave (mg/kg). Plomo. 3399,0. Cobre. 3,7. A. Y. CO. Metal. M UN. IC. Samne, La Libertad, Perú.. 465,9. IC. Zinc. RM ÁT. Arsénico Cadmio. IN FO. Mercurio. 6,1. 28,8 21,7. DE. Cuadro 2. Concentraciones de los metales pesados plomo, cobre, zinc, arsénico, cadmio. Condición. Concentración. (g). (mg/l). 14,70. 50,00. Cobre. 54,05. 20,00. 42,90. 20,00. Arsénico. 32,78. 2,00. Cadmio. 69,40. 20,00. Mercurio. 92,16. 2,00. EM. Peso relave. DE. AS. y mercurio, utilizados en los sistemas experimentales.. SI. Plomo. ST. Metal. DI. RE CC IO. N. Zinc. Con los resultados obtenidos se realizaron los siguientes cálculos estadísticos:. media, varianza, coeficiente de variación, desviación estándar y análisis de variación entre métodos utilizados, siguiendo la metodología propuesta por Quevedo, (2006). Asimismo, se construyeron los gráficos representativos correspondientes. 6 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(18) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. RESULTADOS. El análisis químico cuantitativo para el sistema humus comercial confirma la remoción de metales pesados como plomo (Pb), cobre (Cu), zinc (Zn), arsénico (Ar), cadmio (Cd) y mercurio (Hg), en cada repetición cuyos resultados se traducen en el. AC IÓ. N. Cuadro 3. En donde se puede observar que la concentración promedio del mercurio. (0,0002 mg/l) es la menor en comparación con plomo (0,168 mg/l), cobre (0,466 mg/l),. M UN. IC. zinc (2,867 mg/l), cadmio (0,085 mg/l) y arsénico (0,021 mg/l).. CO. Cuadro 3. Resultados del análisis de capacidad de absorción de metales pesados procedentes de relaves mineros por efecto del sistema humus comercial.. . 0,168. 0,166. 0,168. 0,463. 0,466. 2,869. RM ÁT. 0,466. 2,865. 2,867. 2,867. Arsénico (mg As/l). 0,021. 0,021. 0,021. 0,021. Cadmio (mg Cd/l). 0,086. 0,083. 0,086. 0,085. Mercurio (mg Hg/l). 0,0002. 0,0002. 0,0002. 0,0002. R2. Plomo (mg Pb/l). 0,170. Cobre (mg Cu/l). 0,469. Zinc (mg Zn/l). IC. R1. ST. EM. AS. IN FO. PARAMETRO. A. R3. DE. Y. REPETICIONES. SI. 3. RE CC mg./l. IO N. 2. DE. 2.5. R1. 1.5. R2. 1. R3. DI. 0.5 0. Plomo. Cobre. Zinc. Arsénico. Cadmio Mercurio. Metales. Fig. 2. Cantidad de metal encontrado en el líquido obtenido del sistema humus comercial en cada repetición.. 7 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(19) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. De los resultados obtenidos, en el Cuadro 4 se observa los resultados del análisis de capacidad de absorción de los metales pesados plomo, cobre, zinc, arsénico, cadmio y mercurio por efecto del humus comercial, y donde se encontró que el metal pesado con mayor porcentaje de remoción fue el mercurio (99,99%); mientras el menor valor le correspondió al zinc (85,67%), observándose valores intermedios para el cadmio. AC IÓ. N. (99,58%), plomo (99,16%), arsénico (98,95%) y cobre (97,67%).. M UN. IC. Cuadro 4. Porcentaje de metal removido en el sistema humus comercial en cada repetición (R). REPETICIONES. 99,17.  de metal removido (%) 99,16. 97,67. 97,67. 85,66. 85,67. 85,67. 98,95. 98,95. 98,95. 99,59. 99,57. 99,58. 99,99. 99,99. 99,99. R2. (%). (%). Plomo. 99,15. 99,16. Cobre. 97,66. 97,69. Zinc. 85,66. Arsénico. 98,95. Cadmio. 99,57. Mercurio. 99,99. (%). EM. AS. DE. IN FO. RM ÁT. IC. A. Y. PARAMETRO. R3. CO. R1. SI. R1. DE. 90. R2. 85. R3. N. % de Metal. 95. ST. 100. RE CC IO. 80. DI. 75 Plomo. Cobre. Zinc. Arsénico. Cadmio. Mercurio. Metales. Fig. 3. Porcentaje de metal removido obtenido del sistema humus comercial en cada repetición.. 8 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(20) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. En el caso del análisis de capacidad de absorción de metales realizado en relaves mineros por efecto de la membrana semipermeable natural para el agua de relave tratada previamente con humus comercial se encontró que metales pesados como cadmio y mercurio, no se detectaron; en comparación con plomo (0,031 mg/l), cobre (0,235. AC IÓ. N. mg/l), zinc (0,137 mg/l) y arsénico (0,009 mg/l), como puede observarse en el Cuadro 5.. M UN. IC. Cuadro 5. Resultados de la capacidad de absorción de metales pesados procedentes del sistema humus comercial por efecto de membrana semipermeable natural. REPETICIONES R2. Plomo (mg Pb/l). 0,031. 0,031. Cobre (mg Cu/l). 0,237. 0,233. Zinc (mg Zn/l). 0,139. Arsénico (mg As/l). 0,009. Cadmio (mg Cd/l). N.D.. Mercurio (mg Hg/l). N.D.. R3. CO. R1 PARAMETRO. Y A. 0,235. 0,134. 0,138. 0,137. 0,009. 0,009. 0,009. N.D.. N.D.. 00,00. N.D.. N.D.. 00,00. DE. IN FO. RM ÁT. IC. 0,235. EM ST. 0.2. SI. 0.15. R1. DE. mg./l.. 0,030. AS. 0.25. R2 R3. RE CC IO. N. 0.1. 0,029. . 0.05. DI. 0. Plomo. Cobre. Zinc. Arsénico. Cadmio. Mercurio. Metales. Fig. 4. Cantidad de metal encontrado en el filtrado de la membrana semipermeable obtenido del líquido proveniente del sistema humus comercial en cada repetición.. 9 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(21) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Al traducir los resultados obtenidos en porcentajes para el sistema humus comercial (Cuadro 6), se encontró que los metales pesados con mayores porcentajes promedio de remoción fueron el cadmio y mercurio con el 100%, mientras el menor valor correspondió al cobre (98,83%), observándose valores intermedios para el plomo. AC IÓ. N. (99,85%,), zinc (99,32%) y arsénico (99,55%).. M UN. IC. Cuadro 6. Porcentaje de metal removido en el sistema humus comercial por efecto de la membrana semipermeable natural en cada repetición (R). REPETICIONES. 99,85.  de metal retenido (%) 99,85. 98,83. 98,83. 98,83. 99,32. 99,32. 99,32. 99,32. Arsénico. 99,55. 99,55. 99,55. 99,55. Cadmio. 100,00. 100,00. 100,00. 100,00. 100,00. 100,00. 100,00. 100,00. (%). Plomo. 99,85. 99,85. Cobre. 98,83. Zinc. CO. (%). (%). IN FO. IC. RM ÁT. PARAMETRO. R3. Y. R2. A. R1. AS. DE. Mercurio. EM. 100. ST. 90 80. RE CC % de Metal IO N DE SI. 70. 60. R1. 50. R2. 40. R3. 30 20. DI. 10. 0. Plomo. Cobre. Zinc. Arsénico Metales. Cadmio. Mercurio. Fig. 5. Porcentaje de metal retenido en la membrana semipermeable del líquido proveniente del sistema humus comercial en cada repetición.. 10 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(22) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. El análisis químico cuantitativo para el sistema compost comercial confirma la remoción de metales pesados como plomo (Pb), cobre (Cr), zinc (Zn), arsénico (Ar), cadmio (Cd) y mercurio (Hg), en cada repetición cuyos resultados se traducen en el Cuadro 7. En donde se puede observar que la concentración promedio del mercurio (0,005 mg/l) es la menor en comparación con plomo (0,868 mg/l), cobre (0,119 mg/l),. AC IÓ. N. zinc (0,597 mg/l), arsénico (0,027 mg/l) y cadmio (0,016 mg/l).. M UN. IC. Cuadro 7. Resultados de la capacidad de absorción de metales pesados procedentes de relaves mineros por efecto del sistema compost comercial.. 0,869. 0,868. 0,119. 0,119. 0,597. 0,597. 0,027. 0,027. 0,027. 0,015. 0,016. 0,016. 0,005. 0,005. 0,005. 0,865. Cobre (mg Cu/l). 0,120. 0,118. Zinc (mg Zn/l). 0,598. 0,595. Arsénico (mg As/l). 0,027. Cadmio (mg Cd/l). 0,016. IN FO 0,005. DE AS. 0.9. EM. 0.8. ST. 0.7. SI. 0.6. R2 R3. N. 0.3. R1. DE. 0.5 0.4. Y. 0,870. A. Plomo (mg Pb/l). CO. . R2. Mercurio (mg Hg/l). mg./l.. R3. R1. RM ÁT. PARAMETRO. IC. REPETICIONES. RE CC IO. 0.2 0.1. DI. 0. Plomo. Cobre. Zinc. Arsénico Metales. Cadmio. Mercurio. Fig. 6. Cantidad de metal encontrado en el líquido obtenido del sistema compost comercial en cada repetición.. 11 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(23) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Al traducir los resultados obtenidos en porcentajes para el sistema compost comercial como se observa en el Cuadro 8, donde el metal pesado con mayor porcentaje promedio de remoción para las tres repeticiones fue el mercurio (99,98%); mientras el menor valor correspondió al plomo (95,66%), observándose valores intermedios para el cobre. AC IÓ. N. (99,41%), zinc (97,02%,), arsénico (98,65%) y cadmio (99,92%).. IC. Cuadro 8. Porcentaje de metal removido en el sistema compost comercial en cada repetición (R).. R1. R2. R3. (%). (%). (%). Plomo. 95,65. 95,68. Cobre. 99,40. Zinc. 97,01. Arsénico. 98,65. Cadmio. 99,92. RM ÁT. M UN. REPETICIONES. Mercurio. 99,98. CO. PARAMETRO. 95,66. 99,41. 99,41. 99,41. 97,03. 97,02. 97,02. 98,65. 98,65. 98,65. 99,92. 99,92. 99,92. 99,98. 99,98. 99,98. IC. A. Y. 95,66. DE. IN FO.  de metal retenido (%). EM. AS. 100. ST. 99. 96. SI. RE CC IO. 95. R1. DE. 97. R2 R3. N. % de Metal. 98. 94. DI. 93. Plomo. Cobre. Zinc. Arsénico. Cadmio. Mercurio. Metales. Fig. 7. Porcentaje de metal removido obtenido del sistema compost comercial en cada repetición.. 12 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(24) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. En el caso del análisis de capacidad de absorción de metales realizado en relaves mineros por efecto de la membrana semipermeable natural para el agua de relave tratada previamente con compost comercial se encontró que metales pesados como cadmio y mercurio, no se detectaron; en comparación con plomo (0,009 mg/l), cobre (0,014. AC IÓ. N. mg/l), zinc (0,012 mg/l) y arsénico (0,009 mg/l), como puede observarse en el Cuadro 9.. IC. Cuadro 9. Resultados de la capacidad de absorción de metales pesados procedentes del tratamiento de compost por efecto de membrana semipermeable natural.. R2. R3. . Plomo (mg Pb/l). 0,009. 0,008. 0,009. 0,009. Cobre (mg Cu/l). 0,015. 0,014. 0,013. 0,014. Zinc (mg Zn/l). 0,012. 0,012. 0,011. 0,012. Arsénico (mg As/l). 0,009. 0,009. 0,009. 0,009. Cadmio (mg Cd/l). N.D.. N.D.. N.D.. 0,000. Mercurio (mg Hg/l). N.D.. N.D.. N.D.. 0,000. A. IC. RM ÁT. AS. DE. IN FO. PARAMETRO. Y. R1. CO. M UN. REPETICIONES. EM. 0.016 0.014. ST. 0.012. 0.008. SI. R2 R3. N. 0.006. R1. DE. mg./l.. 0.01. RE CC IO. 0.004. 0.002. DI. 0. Plomo. Cobre. Zinc. Arsénico Metales. Cadmio. Mercurio. Fig. 8. Cantidad de metal encontrado en el filtrado de la membrana semipermeable obtenido del líquido proveniente del sistema compost comercial en cada repetición.. 13 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(25) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Asimismo, al traducir en porcentajes los resultados obtenidos del análisis de capacidad de absorción de metales realizado en relaves mineros por efecto de la membrana semipermeable natural para el agua de relave tratada previamente con compost comercial (Cuadro 10), se observa que los metales pesados con mayores porcentajes promedio de retención fueron el cadmio y mercurio con el 100%, mientras. AC IÓ. N. el menor valor correspondió al cobre (99,93%), observándose valores intermedios para. IC. el plomo (99,96%,), zinc (99,94%) y arsénico (99,55%).. R1. R2. R3. (%). (%). Y. Plomo. 99,96. Cobre. 99,55. Zinc. 99,94. RM ÁT. Arsénico Cadmio. (%). A. REPETICIONES. CO. M UN. Cuadro 10. Porcentaje de metal retenido en el sistema de compost por efecto de membrana semipermeable natural en cada repetición (R).. IC. PARAMETRO.  de metal retenido (%). 99,96. 99,96. 99,55. 99,55. 99,55. 99,94. 99,95. 99,94. 99,93. 99,93. 99,94. 99,93. 100,00. 100,00. 100,00. 100,00. 100,00. 100,00. 100,00. 100,00. DE. IN FO. 99,96. EM. AS. Mercurio. ST. 100. R1. N. 99.7. DE. 99.8. SI. 99.9. R2. RE CC IO. 99.6. R3. 99.5. DI. 99.4 99.3. Plomo. Cobre. Zinc. Arsénico. Cadmio. Mercurio. Fig. 9. Porcentaje de metal retenido en la membrana semipermeable del líquido proveniente del sistema compost comercial en cada repetición.. 14 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(26) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. 99,16. Cobre. 97,67. 98,83. 99,41. 99,55. Zinc. 85,67. 99,32. 99,94. Arsénico. 98,95. 99,55. Cadmio. 99,58. 100,00. Mercurio. 99,90. 100,00. AC IÓ. M UN. 95,66. IC. A. Y. 97,02.  retenido en Membrana Semipermeable de Compost (%) 99,96. IC.  removido en Compost (%). 98,65. 99,93. 99,92. 100,00. 99,98. 100,00. IN FO. Parámetro. RM ÁT.  removido en Humus (%). Sistema. N. Plomo.  retenido en Membrana Semipermeable de Humus (%) 99,85. CO. Cuadro 10. Porcentaje promedio de los metales removidos y retenidos en los sistemas: humus, compost, membrana semipermeable de compost y membrana semipermeable de humus por cada repetición (R).. Los resultados del análisis estadístico de la media, varianza, desviación estándar,. DE. coeficiente de variación, error estándar y análisis de varianza para los sistemas implementados (humus, compost y membrana artesanal), demuestran variaciones. AS. mínimas con respecto a los valores de la media para el caso de la varianza, desviación. EM. estándar, coeficiente de variación ,error estándar y análisis de varianza (Anexo 14, 15,. ST. 16 y 17), mientras que para el análisis de varianza entre métodos de remoción y. SI. retención con los metales trabajados se encontró diferencias significativas, a nivel de. DI. RE CC IO. N. DE. este análisis (Anexo 18).. 15 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(27) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. DISCUSIÓN. Los resultados de los análisis nos mostraron que la remoción de los metales pesados en todos los sistemas implementados (compost, humus y membrana), está por. AC IÓ. N. encima del 98% de efectividad a excepción del cobre con porcentajes menores de 90%.. Este hecho concuerda con los resultados de las investigaciones realizadas por Montoya. IC. et al., (2010), en su trabajo Thuska Uma: Tratamiento de aguas acidas con fines de. M UN. riego, en donde se obtuvo una eficiencia de remoción de más del 90% de metales pesados como el cadmio, zinc, arsénico y plomo, utilizando el método activo y pasivo. Y. CO. en conjunto.. IC. A. De igual modo Barrie y Halberg (2004) trabajando con drenajes de aguas ácidas. RM ÁT. de mina utilizando sistemas de compost y humus más piedra caliza determinaron una reducción del pH, así como el nivel de los metales pesados presentes hasta un poco más del 80% en la solución ácida, resultados que concuerdan con los encontrados en la. IN FO. presente investigación.. DE. Similares resultados han sido encontrados por Benner et al., (1997), quienes para. AS. enfrentar la problemática de las aguas ácidas de mina utilizaron los biorreactores de. EM. compost; mientras que Younger et al., (2003) experimentando con los llamados. ST. sistemas biológicos pasivos del tipo barreras reactivas permeables encontraron iguales. DE. SI. resultados.. Una explicación sobre el particular fue demostrado por Zhao y Sen Gupta (2000),. RE CC IO. N. quienes encontraron que las moléculas de compost y humus pueden ser vistos como ligandos multidentados multifuncionales, que contienen átomos donadores en el interior de la macromolécula, así como también grupos funcionales terminales como COOH,. DI. NH2 y OH. Consecuentemente, sostienen que la captura de metales pesados está relacionada con el grado de complejidad de los átomos donadores externos y donadores internos, como el nitrógeno y el oxígeno; así como la interacción electrostática con grupos terminales cargados y otras interacciones no específicas como la encapsulación física en las cavidades internas, interacciones con iones con carga contraria atrapados en el interior de la macromolécula o con moléculas de agua; hecho que está también 16. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(28) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. relacionada con la alta eficiencia demostrada por las moléculas de compost y humus en la investigación realizada.. Sobre el particular, (Stevenson, 1994), sostienen que el humus y compost químicamente son polímeros de estructuras muy complejas con grupos funcionales, la. AC IÓ. N. mayor parte son de tipo oxigenado: carboxilos, alcoholes, hidroxilos fenólicos y. carbonilos. Además, se observa la presencia de grupos nitrogenados como aminas y. M UN. IC. amidas, además de otros grupos funcionales como éteres, hidroxiquinonas y lactonas.. Por otra parte, (Harris, 1992), catalogan a este tipo de grupos funcionales por su. CO. dimensionalidad molecular como nanodendimeros los que tienen varios grupos. Y. donadores de electrones capaces de formar numerosos enlaces covalentes con iones. IC. A. metálicos, como el plomo, que es un ácido de Lewis, puesto que pueden compartir pares. RM ÁT. de electrones cedidos por los ligandos, los cuales en consecuencia se comportan como bases de Lewis.. IN FO. Asimismo, (Hoek y Agarwal 2006), afirman que los nanodendímeros pueden ser descritos mediante la teoría de estabilidad coloidal de Derjaguin-Landau-Verwey-. DE. Overbeek (DLVO) que explica la interacción partícula-sustrato en medio acuoso. Esta. AS. teoría considera las interacciones de las fuerzas atractivas de Van der Waals y las. EM. interacciones electrostáticas repulsivas de la doble capa. Por lo que los nanodendímeros. ST. pueden servir como contenedores para metales pesados, demostrando que los PAMAM. SI. (dendímeros catiónicos), pueden unirse a varios iones metálicos (Cu, Zn, Ni, Pb), hecho. DE. que tiene importancia biológica, así como clases especiales de nanodendímeros con altas constantes de enlazamiento han sido propuestos para la protección ambiental los. RE CC IO. N. que pueden servir como quelantes reciclables.. Comparativamente con los resultados obtenidos en la investigación realizada, y. DI. sustentada en la funcionalidad de los nanodendimeros, Cumbal y Peñaherrera (2010) en su trabajo sobre remoción selectiva de metales pesados de suelos contaminados utilizando nanodendimeros artificiales de poliaminoamida (PAMAM), señalan que los nanodendimeros de poliaminoamida (G4.0-OH y G4.5-COOH) pueden remover el metal pesado níquel con una eficiencia de 75,9% y 87,42% respectivamente, esto. 17 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(29) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. debido a las diferencias en la afinidad por el metal pesado y el grado de protonización de los grupos terminales.. Asimismo, los investigadores antes mencionados utilizando los nanodendímeros G4.0-OH para el metal pesado cadmio encontraron un 80,3% de eficiencia de remoción;. AC IÓ. N. mientras que trabajando con el nanodendimero G4.0-NH2 la eficiencia estuvo en el. IC. orden del 91,3%.. M UN. En el caso de la utilización de las membranas semipermeables artesanales (método activo) utilizadas en conjunto con los métodos pasivos, se observó una retención de. CO. metales con más del 99%, maximizando asi la ausencia de metales pesados en el líquido. Y. final, como es el caso de cadmio y mercurio; esto concuerda con los resultados. IC. A. obtenidos por Montoya et al., (2010) quien utilizando la técnica de osmosis inversa con. RM ÁT. membranas semipermeables orgánicas de ganado ovino obtuvo resultados mayores al. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. 90 % para metales como cadmio, zinc, arsénico y plomo.. 18 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(30) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. CONCLUSIONES. Utilizando el método pasivo con humus y compost se logró una eficiencia de remoción de los metales pesados como el cobre, arsénico, cadmio y mercurio, superiores al 97% en comparación con los porcentajes menores obtenidos como el zinc. AC IÓ. N. para el humus con 85,67 % y el plomo para compost con 95,66 %.. IC. En relación con el método activo utilizando membrana artesanal se logró. M UN. maximizar la retención de todos los metales analizados (Pb, Cu, Zn, Ar, Cd y Hg), y en donde se encontró que metales como el cadmio y mercurio fueron completamente. CO. retenidos. También se obtuvo que el metal con menor capacidad de retención fué el. Y. cobre con valores de 98,83 % para la membrana del humus y 99,55 % para la membrana. RM ÁT. IC. A. del compost.. Por lo cual se concluye que el humus y compost tienen una elevada capacidad de remoción de metales; y al juntarlo con la membrana semipermeable, que presenta una. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. alta capacidad de retención de metales, maximiza aún más los resultados esperados.. 19 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(31) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA. Ackman, T. 2000. Feasibility of lime treatment at the Leviathan Mine using the Inline System. Mine Water and the Environment, 19, pp. 56-75.. N. Aduvire, O. 2000. Prevención de la formación y tratamiento por métodos pasivos de. AC IÓ. aguas ácidas de lluvias y escombreras.. Amrit, P. 2011. Liquid crystalline dendrimer: Towards intelligent functional materials.. IC. Girijananda Chowdhuri Institute of Management & Technology, Hatkhowapara. M UN. Azara, Guwahati-17, Assam, India.95-124.. CO. Andía, M. y G, Lagos. 2000. Costos de Cierre Tranques de Relave en Cordillera,. Y. Disponible en Internet: www.cipma.cl/hyperforum/informe-tranques-Nov.doc.. IC. A. Arteaga, J. 2013. Remoción selectiva de plomo presente en relaves mineros utilizando. RM ÁT. nanodendimeros de humus, compost, ácidos húmicos y ácidos fúlvicos puros. Universidad Nacional De Trujillo. Facultad de Ciencias Biológicas.. IN FO. Bannister, A. 1997. Lagoon and reed-bed treatment of colliery shale tip water at Dodworth, SouthYorkshire. In Younger, P.L. (editor) Minewater Treatment Using Wetlands. Proceedings of a National Conference held 5th September 1997, at the. DE. University of Newcastle, UK. Chartered Institution of Water and Environmental. AS. Management, London. 105-122.. EM. Barrie, D. y K, Halberg. 2000. Drenaje ácido opciones de corrección: Una revisión. Fac.. ST. Cienc. Biol. Universidad de Gales. Bangor LL572UN. Reino unido.. SI. Bendeck, M. 2003. Origen y formación del humus. En: Memorias Seminario Materiales. DE. Orgánicos en la Agricultura. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo, Comité Regional de Antioquia. Medellin. CD-Room. 9 p.. RE CC IO. N. Benner S; Blowes, D; y C, Ptacek. 1997. Un reactivo poroso a gran escala pared para la prevención de drenaje ácido de minas. Agua Subterránea Monit Remediat; 17: 99-107.. DI. Boonstra J; Van Lier R, Janssen G, Dijkman, H y C, Buisman. 1999. Biological treatment of acid mine drainage. In: Amils R, Ballester A, editors. Biohydrometallurgy and the Environment Toward the Mining of the 21st Century, vol. 9B. Elsevier: Amsterdam; p. 559 – 67. Cohen, R. y M, Staub. 1992. Technical manual for the design and operation of a passive mine drainage treatment system. Colorado School of Mines, 1992. 69 pp. 20. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

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(33) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Rose P; Boshoff G, Van Hille L, Dunn, K. y Duncan, J. 1998. An integrated algal sulphate reducing high rate ponding process for the treatment of acid mine drainage wastewaters. Biodegradation, 9, pp 247-257. Schnitzer, M. 1990. Selected methods for the characterization of soil humic substances.. N. spp. 65-89. In P. Mac Carthy, C.E. Clapp, R.L. Malcolm P.R. Bloom (Eds.). AC IÓ. Humic substancs in soil and cop sciences: selected readings. Proceeding of a. IC. symposium by th IHSS, Chicago, Illinois.. M UN. Shcarbin D; Mazur J, Szwedzka M, Wasiak M, Palecz B. y M, Przybyszewska. 2007. Interaction between PAMAM 4.5 dendrimer, cadmium and bovine serumalbumin:. CO. A study using equilibrium dialysis, isothermal titration calorimetry, zeta-potential. Y. and fluorescence. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 286-289.. IC. A. Smit, J. 1999. The treatment of polluted mine water. In Proceedings of the Congress of. RM ÁT. the International Mine Water Association, Sevilla Spain, 13-17. Volume II, pp 467-471.. IN FO. Stevenson, F. 1994. Humus chemistry. Genesis, composition. Reactions Second Edition. John wiy Sons, Inc. New York.. DE. Toledo, V. y A, Argueta. 1993. Naturaleza, Producción y Cultura en una Región. AS. Indígena de Mexico .En E. leff, y J carabias , cultura y manejo sustentable de los. EM. recursos naturales. Mexico; CIIH,UNAM, Porrua .. ST. Varanini Z; Pinton R, De Biasi M, Astolfi S. y A, Maggioni. 1993. Plant Soil 153:61-. SI. 69.. DE. Vidal, L. 1999. Las Técnicas de Filtración Tangencial y El Medio Ambiente. Revista. RE CC IO. N. N°3, IV Trimestre. Universidad de valencia, España. Vijayaraghavan, K. y YS, Yun. 2008. Bacterial biosorbents and biosorption. Biotechnology Advances. 26, 266 – 291.. DI. Xu, Y. y D, Zhao. 2005. Removal of copper from contaminated soils using polyamidoamine pamam dendrimers. Environ. Sci. Technol. 39, vol (7), 2369– 2375. Younger P; Jayaweera A; Elliot A; Madera R; Amos, P. y A, Daugherty. 2003. Tratamiento pasivo de aguas de mina ácidos en subsurface- sistemas de flujo: 22. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(34) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. RAPS explorando y barreras reactivas permeables. Tierra Contam. Reclam; 11: 127-35. Zhao D. y K, SenGupta. 2000. Ligand Separation with a Copper (II)-Loaded Polymeric. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. RM ÁT. IC. A. Y. CO. M UN. IC. AC IÓ. N. Ligand Exchanger. Industrial & Engineering Chemistry Research. 455-462.. 23 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(35) RM ÁT. IC. A. Y. CO. M UN. IC. AC IÓ. N. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. ANEXOS. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(36) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. RM ÁT. IC. A. Y. CO. M UN. IC. AC IÓ. N. MATERIAL UTILIZADO. Anexo 2. Compost comercial. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. Anexo 1. Humus comercial. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(37) RM ÁT. IC. A. Y. CO. M UN. IC. AC IÓ. N. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Anexo 4. Piedra caliza comercial. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. Anexo 3. Relave minero procedente de Samne.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(38) M UN. IC. AC IÓ. N. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. AS. DE. IN FO. RM ÁT. IC. A. Y. CO. Anexo 5. Membrana semipermeable artesanal (vejiga de chancho).. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. Anexo 6. Recipientes de plastico. Anexo 7. Muestra de relave minero homogenizado a alta velocidad.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(39) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. IC. A. Y. CO. M UN. IC. AC IÓ. N. PREPARACION DEL DISEÑO EXPERIMENTAL. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. RM ÁT. Anexo 8. Sistema experimental para humus (proceso de sedimentación).. DI. RE CC IO. Anexo 9. Sistema experimental para compost (proceso de sedimentación).. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(40) CO. M UN. IC. AC IÓ. N. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Anexo 11. Observación del proceso del sistema pasivo – humus.. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. RM ÁT. IC. A. Y. Anexo 10. Observacion de sedimentación del relave minero para el sistema humus.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(41) Y. CO. M UN. IC. AC IÓ. N. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. ANALISIS DE MUESTRAS DE CADA METODO. RM ÁT. IC. A. Anexo 12. Observación del proceso del método activo (osmosis inversa).. DI. Anexo 13. Análisis de las muestras por el método de absorción atómica realizados utilizando espectrofotómetro de absorción atómica Perkin Elmer 601.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(42) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Promedio. Desviación estándar. Varianza. Coeficiente de variación. Error Estándar. Metal Plomo Cobre. 0.168. 0.002. 0.000004. 1.19048%. 0.0011547. 0.466. 0.003. 0.000009. 0.643777%. Zinc Arsénico Cadmio. 2.867. 0.002. 0.000004. 0.0697593%. 0.021 0.085. 0.0 0.00173205. 0.0 0.000003. 0.0% 2.03771%. Mercurio. 0.0002. 0.0. 0.0. 0.0%. AC IÓ. N. Variable. M UN. IC. 0.00173205 0.0011547 0.0 0.001 0.0. 0.0303333. 0.0011547. Cobre. 0.235. 0.002. Zinc. 0.137. 0.00264575. Arsénico Cadmio Mercurio. 0.009. Error Estándar. 0.00000133333. 3.80671%. 0.000666667. 0.000004. 0.851064%. 0.0011547. 0.000007. 1.93121%. 0.00152753. 0.0. 0.0. 0.0%. 0.0. -. -. -. -. AS EM. -. SI. ST. Metal Plomo. Coeficiente de variación. DE. Variable. Varianza. RM ÁT. Desviación estándar. IN FO. Promedio. IC. A. Y. CO. Anexo 14. Analisis estadístico para los resultados de la capacidad de absorción de metales pesados procedentes de relaves mineros por efecto del sistema humus comercial.. DI. RE CC IO. N. DE. Anexo 15. Analisis estadístico para los resultados de la capacidad de absorción de metales pesados procedentes del sistema humus comercial por efecto de membrana semipermeable natural.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(43) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Variable. Promedio. Desviación estándar. Varianza. Coeficiente de variación. Error Estándar. Plomo. 0.868. 0.00264575. 0.000007. 0.30481%. 0.00152753. Cobre. 0.119. 0.001. 0.000001. 0.840336%. 0.00057735. Zinc. 0.596667. 0.00152753. 0.0000023. 0.25601%. 0.00000137. Arsénico. 0.027. 0.0. 0.0. 0.0%. Cadmio. 0.0156667. 0.00057735. 3.33333E-7. 3.68521%. Mercurio. 0.005. 0.0. 0.0. 0.0%. N. Metal. AC IÓ. 0.0. 0.000333333. M UN. IC. 0.0. Promedio. Desviación estándar. Plomo. 0.00866667. 0.00057735. Cobre. 0.014. 0.001. Zinc. 0.0116667. 0.00057735. Arsénico Cadmio. 0.009 -. Mercurio. -. DE AS. 0.0 -. Error Estándar. 3.33333E-7. 6.66173%. 0.000333333. 0.000001. 7.14286%. 0.00057735. 3.33333E-7. 4.94872%. 0.000333333. 0.0 -. 0.0% -. 0.0 -. -. -. -. ST. EM. -. Coeficiente de variación. IN FO. Metal. Varianza. RM ÁT. Variable. IC. A. Y. CO. Anexo 16. Analisis estadístico para los resultados de la capacidad de absorción de metales pesados procedentes de relaves mineros por efecto del sistema compost comercial.. DI. RE CC IO. N. DE. SI. Anexo 17. Analisis estadístico para los resultados de la capacidad de absorción de metales pesados procedentes del sistema compost comercial por efecto de membrana semipermeable natural.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

(44) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. a, b, x, y indican que existe diferencia significativa. Anexo 18. Diferencias significativas entre los métodos de remoción y retención en los metales Metal. 0.119 ± 0.001. 0.597 ± 0.0015 b 0.137 ± 0.0005 x. b. 0.235 ± 0.002 x. 0.008 ± 0.0005 Y. 0.014 ± 0.001 y. 0.0116 ± 0.002 y. 0.021 ± 0.0 a 0.027 ± 0.0 b 0.009 ± 0.0. x. 0.009 ± 0.0. y. Mercurio (mg Hg/L) 0.005 ± 0.0 a. N. a. Cadmio (mg Cd/L 0.0157 ± 0.00057 a. AC IÓ. a. Arsénico (mg As/L). 0.085 ± 0.0017 b. 0.0002 ± 0.0. -. -. b. IC. 0.868 ± 0.00264575 b 0.030 ± 0.001 X. Zinc (mg Zn/L) 2.867 ± 0.002. M UN. Membrana de Humus Comercial Membrana de Compost Comercial. 0.168 ± 0.002 a. Cobre (mg Cu/L) 0.466 ± 0.003. -. -. CO. Plomo (mg Pb/L) Sistema Humus Comercial Compost. DI. RE CC IO. N. DE. SI. ST. EM. AS. DE. IN FO. RM ÁT. IC. A. Y. trabajados.. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..

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