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Evaluaci�n del per�xido de hidr�geno en la disminuci�n de PCBS en suelos del taller de transformadores de CNEL, Manab�, Manta

 

Evaluation of hydrogen peroxide in the reduction of PCBS in soils of the CNEL transformer workshop, Manab�, Manta

 

Avalia��o do per�xido de hidrog�nio na redu��o de PCBS em solos da oficina de transformadores CNEL, Manab�, Manta

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: jrsteven_92@hotmail.es

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

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* Recibido: 30 de octubre de 2023 *Aceptado: 25 de noviembre de 2023 * Publicado: �14 de diciembre de 2023

 

        I.            Escuela Superior Polit�cnica Agropecuaria de Manab� Manuel F�lix L�pez, Manab�, Ecuador.

      II.            Escuela Superior Polit�cnica Agropecuaria de Manab� Manuel F�lix L�pez, Manab�, Ecuador.

   III.            Escuela Superior Polit�cnica Agropecuaria de Manab� Manuel F�lix L�pez, Manab�, Ecuador.

 

Resumen

El presente trabajo tuvo como finalidad evaluar la concentraci�n de Per�xido de Hidr�geno en suelos contaminados con PCBs del taller de transformadores de CNEL EP en la ciudad de Manta. Inicialmente para determinar la situaci�n actual se analiz� las caracter�sticas f�sicas y qu�micas del suelo obteniendo una resistencia de 1,49 N, porosidad 4,66%, pH 7,93, densidad real 0,95 g/cm3, densidad aparente 0,91 g/cm3 y PCBs 0,12 mg/kg. Bajo un dise�o completamente al azar se aplic� tres tratamientos con 4 repeticiones por cada uno; T1=20% H2O2, T2= 30% H2O2 y T3= 40% H2O2 utilizando 100 ml de oxidante por 4 d�as y como catalizador se utiliz� 10 g el sulfato ferroso heptahidratado (FeSO47H2O). Los resultados estad�sticos cumplieron con las pruebas de normalidad y homocedasticidad de varianza, demostrando por medio de la prueba de Tukey al 5% de error que no existi� una diferencia significativa entre los par�metros, sin embargo, en el T3 present� diferencia estad�sticamente significativa (sig=0,000) en la variable PCBs ubic�ndose el T3 en el primer subconjunto con una media de 0,24289 mg/kg, con un 51% de reducci�n del contaminante PCBs cumpliendo con la tabla 2 del anexo 2 del Acuerdo Ministerial 097-A de la Normativa Ambiental del Ecuador.

Palabras Clave: Oxidaci�n qu�mica; Bifenilos policlorados; Remediaci�n; Per�xido de hidrogeno; Normativa ambiental.

 

Abstract

The purpose of this work was to evaluate the concentration of Hydrogen Peroxide in soils contaminated with PCBs from the CNEL EP transformer workshop in the city of Manta. Initially, to determine the current situation, the physical and chemical characteristics of the soil were analyzed, obtaining a resistance of 1.49 N, porosity 4.66%, pH 7.93, real density 0.95 g/cm3, apparent density 0.91 g /cm3 and PCBs 0.12 mg/kg. Under a completely randomized design, three treatments were applied with 4 repetitions for each one; T1=20% H2O2, T2= 30% H2O2 and T3= 40% H2O2 using 100 ml of oxidant for 4 days and 10 g of ferrous sulfate heptahydrate (FeSO47H2O) was used as a catalyst. The statistical results complied with the tests of normality and homoscedasticity of variance, demonstrating through the Tukey test at 5% error that there was no significant difference between the parameters, however, in T3 there was a statistically significant difference (sig= 0.000) in the PCBs variable, placing T3 in the first subset with an average of 0.24289 mg/kg, with a 51% reduction of the PCBs contaminant, complying with table 2 of annex 2 of the Ministerial Agreement 097-A of the Regulations Environmental of Ecuador.

Keywords: Chemical oxidation; PCBs; Remediation; Hydrogen peroxide; Environmental regulations.

 

Resumo

O objetivo deste trabalho foi avaliar a concentra��o de Per�xido de Hidrog�nio em solos contaminados com PCBs da oficina de transformadores CNEL EP da cidade de Manta. Inicialmente, para determinar a situa��o atual, foram analisadas as caracter�sticas f�sicas e qu�micas do solo, obtendo-se resist�ncia de 1,49 N, porosidade 4,66%, pH 7,93, densidade real 0,95 g/cm3, densidade aparente 0,91 g/cm3 e PCBs 0,12 mg. /kg. Em delineamento inteiramente casualizado, foram aplicados tr�s tratamentos com 4 repeti��es cada; T1=20% H2O2, T2= 30% H2O2 e T3= 40% H2O2 utilizando 100 ml de oxidante por 4 dias e 10 g de sulfato ferroso heptahidratado (FeSO47H2O) foi utilizado como catalisador. Os resultados estat�sticos obedeceram aos testes de normalidade e homocedasticidade de vari�ncia, demonstrando atrav�s do teste de Tukey ao erro de 5% que n�o houve diferen�a significativa entre os par�metros, por�m, em T3 houve diferen�a estatisticamente significativa (sig= 0,000) no Vari�vel PCBs, colocando T3 no primeiro subconjunto com m�dia de 0,24289 mg/kg, com redu��o de 51% do contaminante PCBs, atendendo tabela 2 do anexo 2 do Acordo Ministerial 097-A do Regulamento Ambiental do Equador.

Palavras-chave: Oxida��o qu�mica; PCB; Remedia��o; Per�xido de hidrog�nio; Regulamentos ambientais.

 

Introducci�n

La industria el�ctrica se encuentra en continuo desarrollo por el crecimiento de la poblaci�n y por la demanda de energ�a el�ctrica, lo que ha generado optar por productos qu�micos que mejoren el rendimiento de los equipos el�ctricos. Beltr�n (2013) considera que la utilizaci�n de hidrocarburos clorados como los Bifenilos Policlorados (PCBs) son �tiles como aislante de aceites diel�ctricos por su aislamiento t�rmico aumentando la vida �til de los equipos, esto debido a su resistencia a la oxidaci�n y a la rigidez diel�ctrica. Por otro lado, los PCBs son una familia de sustancias qu�micas org�nicas cloradas de alta toxicidad y persistentes en el medio ambiente, fueron utilizados ampliamente en el mundo desde 1929 hasta 1978 en equipos el�ctricos como transformadores, condensadores, sistemas hidr�ulicos, as� como tambi�n en la fabricaci�n de pinturas, pl�sticos e insecticidas que han ocasionado contaminaci�n al suelo, al aire y a la salud de las personas (Arbeli, 2009).

El Ministerio de Ambiente del Ecuador (MAE, 2015) menciona que se generaron a nivel mundial cerca de 1.324 millones de toneladas de PCBs desde 1930 hasta 1993, consider�ndose que la mayor productora fue la empresa Monsanto de Estados Unidos con casi un 50% de la producci�n total. En este sentido, los PCBs se consideraron excelentes por sus propiedades diel�ctricas y de resistencia por ello las empresas el�ctricas lo utilizan como aditivo en el aceite diel�ctrico de los transformadores.

Por muchos a�os las empresas del sector el�ctrico ecuatoriano han reportado derrames y fugas accidentales de PCBs en el suelo, estos se mantienen inm�viles en los suelos donde el carbono org�nico act�a como sumidero natural de las sustancias lipof�licas no polares (Tusso y Valero, 2018). �En investigaci�n realizada por Morales (2017) en la empresa el�ctrica CNEL Los R�os determin� que de 121 pruebas de campo en transformadores de distribuci�n el 10% de las mismas se encontraron contaminadas con PCBs que con relaci�n al a�o de fabricaci�n van desde 1996 hasta el a�o 2007 por lo que se puede evidenciar que existen transformadores contaminados y muchos de ellos se encuentran en operaci�n.

Dentro del informe de gesti�n de CNEL Manab� (2020) menciona que de 600 muestras realizadas 197 resultaron contaminadas con PCBs y que durante los an�lisis de suelos realizados en la bodega y taller de transformadores se evidencia su presencia por encima de la normativa ambiental.

La presente investigaci�n busca reducir la contaminaci�n de los suelos producido por la presencia de PCBs, debido a que son considerados como desechos peligrosos y de gran importancia, reconocidos en el listado de sustancias t�xicas prohibidas del Convenio de Estocolmo sobre contaminantes org�nicos persistentes cual objetivo es proteger la salud y el medio ambiente, obligando a los pa�ses que forman parte del tratado, tomar medidas para eliminar y reducir la emisi�n de los Compuesto Org�nicos Persistentes, por tal raz�n la investigaci�n se sustenta en lo siguiente.

Desde el punto de vista te�rico la presente investigaci�n plantear� una propuesta de tratamiento por oxidaci�n qu�mica mediante una reacci�n tipo Fenton, ingresando un agente oxidante como el per�xido de hidr�geno (H₂O₂) y un catalizador (hierro) al suelo (Huling y Pivetz, 2006), para transformar los agentes contaminantes en productos menos t�xicos y reducir la concentraci�n de Bifenilos policlorados en el suelo disminuyendo la contaminaci�n significativamente beneficiando a la calidad de las poblaciones y bienes ambientales que est�n relacionados con la problem�tica que se investiga.

 

Metodolog�a

El presente trabajo se realiz� en el del taller de transformadores de la Corporaci�n Nacional de Electricidad CNEL EP ubicado en la ciudad de Manta de la provincia de Manab� y tuvo una duraci�n de 9 meses.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El factor en estudio en la investigaci�n fue la concentraci�n de per�xido de hidr�geno, siendo sus niveles los siguientes:

●       Per�xido de hidr�geno (H₂O₂) al 20%

●       Per�xido de hidr�geno (H₂O₂) al 30%

●       Per�xido de hidr�geno (H₂O₂) al 40%

 

Las concentraciones de per�xido de hidr�geno fueron seleccionadas en relaci�n al an�lisis de la informaci�n bibliogr�fica proporcionada por la investigaci�n de M�ndez et �l. (2010) y Villacreces (2012). Se utiliz� para cada tratamiento 10 ml de Sulfato ferroso heptahidratado (FeSO₄.7H₂O) como valor constante en la reacci�n, esto basado en estudios anteriores de Mal�kov� et �l. (2009). Con un tiempo de reacci�n de cada ensayo de 4 d�as donde se evalu� la concentraci�n final de PCBs luego del tratamiento (P�ez, 2019).

Tabla 1. Dispersi�n de cada unidad experimental.

Fuente: Elaboraci�n propia.

 

Dise�o experimental

El desarrollo de la investigaci�n se realiz� en un ambiente controlado con homogeneidad de la muestra de suelo, se realiz� un dise�o completamente al azar (DCA) donde cada unidad experimental tiene igual probabilidad de asignaci�n en los tratamientos (Guti�rrez y De la Vara, 2008), con tres tratamientos y cuatro repeticiones, obteniendo un total de 12 unidades experimentales, eligiendo la prueba m�ltiple de media de Tukey con el 5% de error. Se verific� el cumplimiento de los supuestos, antes de aplicar el an�lisis de varianza (ANOVA) siendo estos: la normalidad y la homogeneidad de varianza (Guti�rrez y De la Vara, 2008).

Se recolect� 6 kg de muestra de suelo contaminado con PCBs como peso total la cual fue homogenizada y dividida para cada tratamiento es decir 0,5 kg por cada una. Las unidades experimentales estuvieron constituidas por una cama���� �de vidrio tipo reactor (P�ez, 2019) que pueda resistir al calor que se produzca por la reacci�n qu�mica, cada cama estuvo constituida por las siguientes dimensiones de 0,12 m de largo, 0,12 m de ancho y 0,08 m de alto, obteniendo un total de 12 unidades experimentales.

 

Manejo del experimento�

Fase I. Determinaci�n de las propiedades f�sico qu�micas del suelo en el taller de transformadores de CNEL Manab�

La recolecci�n de la muestra de suelo se realiz� en el taller de transformadores de CNEL Manab�, siguiendo la Gu�a para el Muestreo de Suelo del Ministerio del Ambiente de Per� (2014) en la cual se tom� una muestra compuesta formada por 5 submuestras, a una profundidad de 25 cm (Estrada et �l., 2017) y en recorridos en forma de zig-zag en el terreno (Mendoza y Espinoza, 2017). Obtenido una muestra homogenizada. Se analiz� la muestra de suelo extra�da para verificar el estado y tipo de suelo y se utiliz� como referencia la Gu�a de interpretaci�n de an�lisis de suelos de Garrido (1993) y la tabla 1 del Anexo 2 del libro VI del TULSMA, en base a los par�metros descritos en tabla 2.

Tabla 2. Par�metros a medir en la fase uno.

 

Fase II.� Identificaci�n de la concentraci�n de per�xido de hidr�geno que disminuya el contenido de PCBS en suelos del taller de transformadores de CNEL Manab�.

Para esta actividad se obtuvo 12 envases de vidrio resistentes al calor que cumplieron la funci�n de camas, en cada cama se agregaron 0,5 kg de suelos contaminando que previamente fueron �����homogeneizados en la fase I, con un total de 6 kg dividido en las 12 unidades experimentales. Se realizo el tratamiento qu�mico que se basa en una t�cnica de oxidaci�n tipo Fenton. �Se aplicaron 3 tratamientos utilizando 100 ml de per�xido de hidr�geno (H₂O₂) a diferentes concentraciones 20%, 30% y 40%. y un catalizador con valor constante en la reacci�n de 10 g de Sulfato ferroso heptahidratado (FeSO₄.7H₂O) en 0,5 kg de masa de suelo contaminado (Huling y Pivetz, 2006). Se dej� reaccionar a cada ensayo por un tiempo de 4 d�as para evaluar la concentraci�n final de PCBs luego de cada tratamiento (P�ez, 2019).

Se realiz� la aplicaci�n del ANOVA y la prueba de Tukey al 5 % de error de los par�metros: resistencia, porosidad, pH, materia org�nica, densidad real, densidad aparente y PCBs, adicionalmente se utiliz� como referencia la concentraci�n inicial del suelo para obtener el porcentaje de remoci�n de PCBs, para el c�lculo se utilizar� la Ecuaci�n 2. porcentaje de remoci�n del contaminante (Paz, 2019; Wensheng, 2003). Y ver su cumplimento de acuerdo a la normativa Ministerial 097-A.

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Resultados y discusi�n

Determinaci�n de las propiedades f�sico qu�micas del suelo en el taller de transformadores de CNEL Manab�

A continuaci�n, se presenta los resultados de las propiedades f�sico qu�micas del suelo del taller de transformadores de CNEL Manab� y su cumplimiento con referencia a la tabla 2 del anexo 2 del Acuerdo Ministerial 097-A de Normativa Ambiental del Ecuador.

Tabla 3 Caracterizaci�n f�sico qu�mico del suelo del taller de transformadores.

���������������������������������� Fuente: Elaboraci�n propia.

El importante indicar que el uso de suelo que ocupa el taller de transformadores es de uso industrial en el cant�n Manta. Los par�metros y valores de Resistencia 1,49 N, porosidad 4,66%, Materia org�nica 14,94%, densidad real 0.95 g/cm³, densidad aparente 0,91 g/cm³ no se encuentran contemplados en la normativa, mientras que el pH 7,93 se encuentra dentro del rango. Por otra parte, el PCBs objeto de estudio se encuentra en 0,12 mg/kg por fuera de los l�mites permisible en base al Acuerdo Ministerial 097-A del Ministerio del Ambiente del Ecuador.

En estudios similares por Pacheco (2020) report� valores de pH de 8.03 determinado que se encuentra un suelo alcalino con una densidad real y aparente de 2.39 g/cm³ y 1.4 g/cm³ respectivamente, mientras que la porosidad se encuentra en 1.4% y la materia org�nica con un 5.87%, sin embargo, recomienda que para la aplicaci�n de reacciones fent�n se utilicen suelos con pH neutro, por otra parte investigaciones de Simba�a (2016) menciona que la influencia de hidrocarburos en el suelo no tienen mucha incidencia en el pH y densidad aparente, donde demuestra valores de pH de 7,42 y una materia org�nica de 2.70%.

Cabe mencionar que la materia org�nica obtenida es alta en el suelo contaminado y es un componente importante debido a que absorbe los oxidantes y surfactantes Pacheco (2020).�

Como par�metros adicionales se analiz� aceite y grasas 20104 mg/kg, Hidrocarburos totales 20,20 mg/kg que se encuentra fuera del l�mite permisible en base al Acuerdo Ministerial 097-A de la Normativa Ambiental del Ecuador, mientras que el mercurio 0,1 mg/kg se encuentra al l�mite del rango.

Identificaci�n de la concentraci�n de per�xido de hidr�geno que disminuya el contenido de PCBS en suelos del taller de transformadores de CNEL Manab�.

A continuaci�n, se presenta el an�lisis estad�stico de la concentraci�n de per�xido de hidrogeno en relaci�n con la disminuci�n del contenido de PCBs en suelo como factor de estudio, declaradas en la metodolog�a. Para verificar la distribuci�n de los datos se realiz� el an�lisis estad�stico de normalidad y homogeneidad de varianza necesario para el an�lisis de ANOVA.

Es importante destacar que, para el cumplimiento de las pruebas de normalidad y homocedasticidad, se aplic� una transformaci�n de datos por medio de ra�z cuadrada a la variable de PCBs. Los datos de las variables dependientes: densidad real, densidad aparente, porosidad, resistencia, pH, Materia org�nica y PCBs demuestran una significancia mayor a 0,05 por lo que se pude determinar que existe una distribuci�n normal de los datos, por lo que se procede a realizar el an�lisis de homogeneidad de varianza.�������� �

Tabla 4. Prueba de homogeneidad de varianza.

��������������� Fuente: Elaboraci�n propia.

De la tabla 4 haciendo uso del test de Levene y bas�ndose en la media de las variables dependientes los resultados son iguales presentando una homogeneidad de varianza con valores de significancia (p> 0,05) aceptando la hip�tesis nula para los supuestos de homocedasticidad, por lo que se procede a realizar el an�lisis de varianza con pruebas param�tricas.

 

Densidad real

En referencia con la densidad real al aplicar el ANOVA, se determina que no existe diferencia significativa con un valor mayor a 0,05 (sig = 0,597). Al aplicar la prueba m�ltiple de Tukey los tratamientos son semejantes. En la figura 2, se puede observar que los tratamientos T₁, T₂ y T₃ se encuentra con un valor similar de acuerdo al promedio de la densidad real con 0,98, 0,97 y 1,00 g/cm³ respectivamente.

Figura 2 Gr�fico de cajas densidad real.

 

En base a los resultados se considera que el suelo es de tipo org�nico ya que se encuentra por debajo de 2,4 g/cm³ (Duckman y Brady, 1993); (Ansorena,1994). Pacheco (2020) encontr� valores similares en suelo contaminados de hidrocarburos con 2,39 g/cm³ y Simba�a (2016) menciona que los hidrocarburos afectan varias propiedades del suelo sin embargo dentro de sus estudios la densidad no mostro variaci�n. �Villase�or (2016) menciona que el valor de la densidad real puede ser mayor al promedio por la presencia de metales pesados y la contaminaci�n, y que el valor de la densidad real var�an dependiendo de su composici�n mineral�gica.

 

Densidad aparente

El ANOVA aplicado a la densidad aparente, se�ala que no existe diferencia significativa con un valor mayor a 0,05 (sig = 0,538) Al aplicar la prueba m�ltiple de Tukey los tratamientos son semejantes y se forman en un mismo subgrupo. En el gr�fico 4-2 se puede observar que los tratamientos T₃ (0,94 g/cm³) tiene una mayor densidad aparente basado en la media, seguida del tratamiento 1 (0,92 g/cm³) y el tratamiento 2 (0,89 g/cm³) sin embargo no es una diferencia significativa.

Figura 3 Gr�fico de cajas densidad aparente.

Se considera un par�metro importante y de gran utilidad para el transporte de materiales y sustancias ya que incorpora el peso del suelo incluyendo el agua y aire dependiendo de la cantidad de agua y humedad (Van Deuren et al, 1997). En base al promedio de la densidad aparente puede considerar un suelo org�nico que se encuentra entre de 0.8 a 0.9 g/cm³ esto guarda relaci�n con el porcentaje de materia org�nica encontrada (Shoji et al. 1993).

 

Porosidad

El ANOVA aplicado para este par�metro determin� que no existe diferencia significativa con valores superiores a 0,05 (sig = 0,360). As� mismo al realizar la comparaci�n m�ltiple se demostr� que este par�metro es similar en los tres tratamientos agrup�ndose en un mismo conjunto. Para establecer la incidencia de niveles en esta variable, se aplic� un gr�fico de cajas basado en la media de los niveles donde se determin� que el tratamiento T₃ al 40% de H₂O₂ tiene una menor porosidad con 5,8%, mientras que el tratamiento T₁ al 20% de H₂O₂ tiene una mayor porosidad con un 7,7%, y el tratamiento 2 al 30% de H₂O₂ presento una porosidad de 6,5%, tal como se muestra en la figura 4.

Figura �Error! No hay texto con el estilo especificado en el documento.. Gr�fico de cajas Porosidad.

 

La porosidad se define como el especio entre los poros, en suelos de textura fina el porcentaje de poros es mucho m�s alto y esto favorece la retenci�n de humedad. Es importante indicar que a media que la densidad aparente aumenta disminuye la porosidad influyendo en la aireaci�n de suelo esto guarda relaci�n con los restos obtenidos (INTAGRI, 2017). Mart�nez y L�pez (2001) menciona que la porosidad no var�a significativamente cuando est� contaminado con gasolina o di�sel, sin embargo, con combust�leo puede llegar a reducirse considerablemente de 44.39% hasta el 7.14%.

 

Resistencia

Se aplic� el ANOVA para el par�metro resistencia, donde se indica que no existe una diferencia significativa con un valor mayor a 0,05 (sig = 0,324), es decir que la interacci�n entre factores no demostraros diferencias. Por lo que se pude concluir que el efecto de los tratamientos no surge efecto en la resistencia. Haciendo uso de la prueba de Tukey se determina que los tratamientos de ubican en un mismo subconjunto. �Por medio de un gr�fico de cajas de cajas (figura 5) se representa los datos de la resistencia de los tres tratamientos en estudio en el que se determina que el tratamiento T₃ al 40% de H₂O₂ posee mayor resistencia con un valor medio de 1,45 N, seguido del tratamiento T₂ al 30% de H₂O₂ que obtuvo un promedio de 0,78 N y el T₁ al 20% de H₂O₂ con una resistencia menor de 0,73 N.

Figura 5. Gr�fico de cajas Resistencia.

Dado que es una propiedad que no puede alterarse se le ha considerado como la propiedad fundamental del suelo que determina en cierto grado su valor econ�mico (Pritchett, 1990)

• pH

El resultado del ANOVA aplicado a la variable pH muestra que no existe diferencia estad�sticamente significativa con un valor sig=0,983 entre los tratamientos, por medio de la prueba de Tukey se guarda concordancia indicando que los tres tratamientos son similares. De acuerdo a la figura 6 la variable pH en referencia a los tres tratamientos aplicados el valor promedio es muy semejante entre si encontr�ndose para el T₁ un valor de 7,3 y para los T₂ y T₃ valores de 7,29.

Figura 6. Gr�fico de cajas pH.

El an�lisis demostr� que no existe una diferencia entre los tratamientos y que los valores de pH se redujeron levemente, aunque Ojeda y Ju�rez (2019)� indican que para llevar a cabo una oxidaci�n qu�mica de forma �ptima se debe mantener un pH de 3 a 4 debido a que esta condici�n es necesaria para activar el catalizador ferroso y dentro de sus estudios registro un pH inicial de 6.4 y despu�s de la aplicaci�n del tratamiento por Oxidaci�n con H₂O₂� demostr� que el pH se mantuvo estable en las pruebas. Esto guarda relaci�n con los estudios de Villalba et al (2014) donde demostraron que los sistemas tratados con H₂O₂/Fe los valores de pH no var�an con respecto al control biol�gico.

Materia org�nica

Del �an�lisis ANOVA la materia org�nica no demuestra una diferencia significativa con un sig=0,766 demostrando que el grado de per�xido de hidr�geno utilizadas en el experimento no �ndice sobre la materia org�nica y su interacci�n. Mediante la prueba de Tukey se categoriz� las medias de los tratamientos en un subconjunto. Para representar la relaci�n de los niveles de per�xido de hidrogeno sobre la variable materia org�nica, se aplic� un gr�fico de cajas (figura 7) representando las medias de los tratamientos, donde se observa que los tratamientos T₁, T₂ y T₃ son similares con un 14,2%, 14,3% y 14,7% respectivamente.

Figura 7 Gr�fico de cajas Materia org�nica.

 

Villacreces (2012) en la aplicaci�n de oxidaci�n qu�mica en suelos obtuvo valores entre 12 y 16% aproximadamente.� Por otro lado, Goi (2005) demostr� que la reacci�n fent�n en suelos org�nicos requiere mayor concentraci�n de H₂O₂ para una degradaci�n m�s efectiva del contaminante. Villalba (2013) menciona que la velocidad de las reacciones de oxidaci�n depende de varias variables incluyendo la materia org�nica que puede actuar como un desactivador de los oxidantes, debido a que el oxidante reacciona con el MO en lugar del contaminante. �En base a los resultados se obtiene que el suelo presenta un alto porcentaje de materia org�nica, siendo un factor de la descomposici�n del agua oxigenada.

• PCBs

En la tabla 5 del an�lisis del ANOVA para la variable PCBs demostr� una diferencia estad�sticamente significativa donde en la interacci�n entre grupos mostraron una significaci�n menor a 0,05 (sig=0,000) tanto en separado como en conjunto, demostrando que los niveles de concentraci�n (tratamientos) con per�xido de hidr�geno utilizados indicen en el resultado de PCBs.

Tabla 5. ANOVA de la variable PCBs.

������������� Fuente: Elaboraci�n propia

Para comprobar las diferencias estad�sticas se realiz� la prueba de Tukey al 5% de error, misma que categoriz� las medias de la concentraci�n de PCBs en 3 subconjuntos para alfa =0,005, donde T₃ se encuentra en el primer subconjunto con una media menor de 0.24289 mg/kg, seguido del T₁ con 0.75904 mg/kg categorizado en el subconjunto dos y el tratamiento T₂ con 0.87113 mg/kg en el subconjunto tres. En este sentido y como se aprecia en la tabla 6 el tratamiento con mayor concentraci�n de per�xido de hidr�geno (T₃) presenta una concentraci�n de PCBs m�s baja.

Tabla 6 Prueba Tukey de la variable PCBs.

Riaza (2005) aplic� una remediaci�n de suelos con PCBs combinando dos tratamientos por medio de desorci�n y oxidaci�n qu�mica avanzada y con este proceso obtuvo porcentajes de degradaci�n del 100% de PCBs en 30 minutos en una disoluci�n acuosa.

Dom�nech et al. (2004) mencionan que el proceso Fenton ha resultado efectivo para degradar compuestos de PCBs y que las ventajas de este m�todo son varias ya que el Hierro no es t�xico y el per�xido de hidr�geno es f�cil de manejar y ambientalmente benigno, es decir que no se forman compuestos clorados como en otras t�cnicas oxidantes, y no existen limitaciones de transferencia de masa por tratarse de un sistema homog�neo.

En otros estudios por Figueroa (2020) aplic� un consorcio bacteriano Decon para la biorremediaci�n de suelos contaminados con aceites diel�ctricos encontr�ndose entre los principales hallazgos el 100% de remoci�n del contaminante (PCBs) en el suelo en un periodo de 90 d�as.

• Se aplic� la siguiente f�rmula N�2 (Wensheng, 2003) para obtener el porcentaje de remoci�n de PCBs del tratamiento T₃ (40% H₂O₂) que obtuvo el mejor rendimiento en base a la media.

En base a la formula se determin� que existi� un 51% de remoci�n del contaminante PCBs. En la figura 8 se puede visualizar la remoci�n de PCB, donde inicialmente se obtuvo un valor en PCBs de 0.12 mg/kg y que luego del tratamiento T₃ disminuy� alcanzado un valor promedio de 0.059 mg/kg que se encuentra por debajo del l�mite permisible y cumple con la normativa ambiental del Ecuador.

Figura 2. Remoci�n de PCBs.

 

Conclusiones

• El an�lisis f�sico qu�mico que se realiz� al suelo del taller de transformadores, determin� que el mismo se encuentra contaminado obteniendo un pH de 7,8;� con una porosidad de 4,66% y una materia org�nica de 14,94%; sin embargo el par�metro de PCBs se encuentra en 0,12 mg/kg que sobrepasa el l�mite permisible de la normativa ambiental, adicionalmente se presentaron niveles elevados de aceites, grasas� e hidrocarburos totales con 20104 mg/kg y 20,20 mg/kg respectivamente, por lo que se requiere una alternativa de remediaci�n.
• En base a la experimentaci�n se determina que el tratamiento T₃ (H₂O₂ al 40%) obtuvo mejores resultados con un volumen de 100 ml y como catalizador 10 g de sulfato ferroso heptahidratado en una muestra de 500 g, presentando una reducci�n del 51% de PCBs, del cual se determina que cumple con los l�mites permisibles y normativa ambiental, por lo que puede ser reintegrado a su origen para el uso de suelo industrial.
• Se acepta la hip�tesis de investigaci�n donde la variable PCBs demostr� un efecto significativo en la reducci�n del contaminante en el suelo, y que por otro lado la relaci�n de H₂O₂ 40%/ FeSO₄.7H₂O funciona en la remediaci�n de suelos contaminados con PCBs.

 

Referencias

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