Evaluación del impacto a la atmósfera e implicaciones a la calidad del aire de lixiviados ácidos de fosfoyesos

Resumen

La ciudad de Huelva (SO España) ha sido altamente industrializada desde los años 60. Una fábrica de fertilizantes fosfatados se instaló con el fin de producir ácido fosfórico (H₃PO₄) por el proceso húmedo. Este proceso implica la generación de un residuo sólido (fosfoyeso, PG) y residuos líquidos (agua de proceso y salmueras). Los residuos se vertían en un área de 12 KM₂ en una marisma situada a 500 m de la población. Las áreas no restauradas (ca.4.0 km₂) corresponden a la pirámide de PG y la balsa de evaporación. Debido a la naturaleza radioactiva del PG, el estudio de la contaminación derivada se ha centrado en la radioactividad. Sin embargo, la contaminación atmosférica puede derivar en la resuspensión de metales contenidos en el residuo, así como de las emisiones de HF gaseoso derivadas de la evaporación de los residuos líquidos. El principal objetivo de la tesis es estudiar la contaminación atmosférica derivado del depósito de PG. Los siguientes objetivos específicos se han establecido: Caracterización geoquímica de PG, sales bandeadas y salmueras presentes en la balsa de evaporación; Caracterización geoquímica de los niveles de HF gaseoso emitidos por el residuo así como los niveles en los alrededores de la balsa de evaporación y la ciudad de Huelva; Estudio previo de contaminación del material atmosférico particulado a través del polvo doméstico; Caracterización geoquímica de partículas fugitivas derivadas de la balsa de evaporación y su dispersión. Para estudiar la evolución geoquímica de las salmueras y sus implicaciones en la calidad del aire, 0.51 de salmueras han sido recogidos semanalmente durante tres años. Las concentraciones de HF en el aire ambiente han sido estudiadas mediante cartuchos pasivos Radiello® en campañas de verano e invierno. Además, un analizador de HF se ha situado en la ciudad de Huelva para estudiar las concentraciones de HF durante dos años. Por último, se han llevado a cabo experimentos de emisión bajo condiciones de campo y de laboratorio. Los resultados muestran que las salmueran se generan mediante ciclos de evaporación-precipitación-disolución. Se han encontrado estacionalidad, con las concentraciones superiores asociadas a la evaporación de las salmueras, especialmente en septiembre, y, concentraciones inferiores asociadas a la época lluviosa (abril-mayo). El elemento F muestra un comportamiento opuesto, con concentraciones superiores a la época lluviosa (abril-mayo). El elemento F muestra un comportamiento opuesto, con concentraciones superiores en la época lluviosa. En mayo se miden las concentraciones superiores de HF en la ciudad de Huelva, incrementando desde el valor de fondo (40 ng/m₃) hasta 0.3 µg/m₃ a medio día. Las concentraciones son superiores en los alrededores del depósito de PG, alcanzando 17 ng/m₃ en el centro de la balsa de evaporación. La tasa de emisión diaria de PG en invierno se establece en 21 g/ha, inferior a la emisión asociada a las salmueras (2.5 ton a final de verano). En resumen, la disponibilidad de HF en salmueras es el principal factor que controla las concentraciones de HF en la ciudad de Huelva. El estudio preliminar de polvo doméstico muestra que los elementos traza asociados al depósito de PG (Th y U) están asociados a la fracción de deposición atmosférica y a la fracción de partículas en suspensión. La deposición atmosférica total ha sido estudiada en el centro de la balsa de evaporación y a distancias crecientes (0.5 Km, 1.5 km y 54 Km). Además, se ha realizado un muestreo de alta resolución durante cuatro meses para estudiar el tamaño, forma y composición de partículas individualmente a 0.5 Km del depósito. Los resultados muestran la adificación de la deposición atmosférica en el depósito de PG. La concentración de los compuestos directamente relacionados con el residuo (F, PO4₃-, SO4₂-, U, V y tierras raras) disminuye con la distancia al depósito. Tres fuentes han sido directamente relacionadas con el residuo: PG, Gypsum + Impurities y Sales Bandeadas. Las tres fuentes contribuyen un 35% (15g/año) de la deposición total en el depósito de PG. La fuente Gypsum + Impurities alcanzan la ciudad a 0.5 km del depósito y contribuye en un 6% (1.0g/año) de la deposición total atmosférica. El muestreo a alta resolución muestra partículas asociadas al residuo menores de 10ng/año de la deposición total atmosférica. El muestreo a alta resolución muestra partículas asociadas al residuo menores de 10ng de diámetro, compuestas por Ca ± S ± P, ricas en F, yeso y mezclas complejas. Estas partículas alcanzan la ciudad bajo vientos de componentes SO-S-SE. Los resultados sugieren la necesidad de incluir en un futuro plan de restauración la eliminación de sales bandeadas y salmueras al final del verano. Además, un plan de vigilancia ambiental debería ser considerado con el fin de evitar el impacto de partículas fugitivas de PG en la ciudad.