Evaluación de un biorreactor pasivo durante la remediación de drenajes ácidos de mina del distrito minero de Zipaquirá (Colombia)

Abstract

El Drenaje Acido de Mina (DAM) es actualmente el principal contaminante en las áreas mineras. Los biorreactores pasivos son una tecnología sostenible para remediar el DAM, sin embargo, se desconoce como el tiempo de retención hidráulica (TRH). el espacio y el tiempo de operación del reactor pueden afectar las comunidades microbianas implicadas en la biorremediación. Para contribuir con este conocimiento primero se diseñó im biorreactor pasivo, con base en las propiedades del DAM y de la materia orgánica presente en el distrito minero de Zipaquira. Inicialmente se determinó que la mezcla reactiva compuesta por estiércol (15%). compost de champiñón (10%). aserrín de sajo (25%), gravilla (20%), sedimento como inoculo (15%) y carbonato de calcio (15%) era una opción promisoria para ser empacada en reactores de flujo continuo. Posteriormente, se evaluó el efecto del TRH (1, 2, y 4 d) sobre la eficiencia de los biorreactores para incrementar el pH y la alcalinidad, reducir el sulfato y remover los metales (Fe;2. Mn;2 y Zn~2) del DAM sintético. También, se determinó el efecto (temporal y espacial) del TRH sobre la mezcla reactiva post-tratamiento y sobre la comunidad microbiana (Illumina MiSeq) en las semanas 8.17 y 36. Todos los biorreactores fueron eficientes en incrementar el pH y reducir la concentración del sulfato y metales del DAM, sin embargo, se observó que TRH largos (4d) favorecieron la acumulación de sulfuros y de la alcalinidad, deteriorando la calidad de los efluentes y creando un efecto adverso sobre las bacterias sulfato-reductoras (BSR). Por otro lado. TRH cortos (Id) lavaron la biomasa y facilitaron el ingreso de oxígeno en el reactor reduciendo la capacidad de remover los metales. El TRH mostró un efecto significativo sobre la mezcla reactiva post-tratamiento. los nutrientes fueron consumidos en mayor cantidad en los biorreactores con 4 d de TRH. mientras que los metales y el sulfuro se acumularon en la parte baja de las columnas con 2 d de TRH. Se observó que la comunidad microbiana varía a través del espacio y tiempo durante la biorremediación del DAM. Al inicio del estudio las comunidades más abundantes fueron las degradadoras de materia orgánica sin diferencia entre las alturas del biorreactor. mientras que al final del estudio los microorganismos de ceíulolíticas y fermentativas incrementaron en la parte media y alta de los biorreactores y los de BSR en la parte baja. El TRH tiene efecto significativo sobre la mezcla reactiva de los biorreactores y esto crea una presión de selección sobre los microorganismos funcionales que participan en la biorremediación del DAM.