Debido a las actividades industriales, como la producción de acero, minería, cemento y curtido de pieles, ciertas zonas de la República Mexicana, tienen altos niveles de cromo hexavalente en suelo y agua, es altamente soluble lo que lo que lo hace móvil en el suelo y en ambientes acuáticos. El suelo contaminado con dicho contaminante origina riesgos para los animales y para los humanos por esta razón buscamos el mejor método para remediar estos suelos contaminados y mejorar nuestro medio ambiente. El tratamiento biológico surge como una alternativa para transformar los contaminantes en compuestos más simples y menos contaminantes mediante el uso del potencial metabólico de algunas bacterias, plantas y hongos. Dentro de las investigaciones realizadas encontramos que los hongos son organismos ubicuos (que están presentes en todas partes) en la naturaleza, que predominan en el suelo, poseen propiedades fundamentales como biotransformadores y juegan un papel importante en los ciclos geoquímicos de los metales. Dentro de las células fúngicas el Cr (VI) puede ser reducido a Cr (III) por sistemas reductores, que pueden incluir rutas enzimáticas y no enzimáticas poseen tolerancia a Cr(VI).

1. Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico de Celaya
Departamento de Ingeniería Ambiental
Docente: Aziel Ortiz
Remediación de Suelos
EZEQUIAS NOGUEIRA GUIMARÃES - MOV19004
NASYIBE OLIVEROS GONZALEZ - 14030461
CONTAMINACIÓN POR CROMO HEXAVALENTE
Celaya, GTO.
Mayo de 2019.

2. INDICE
1. INTRODUCCIÓN............................................................................................................3
2. JUSTIFICACIÓN.............................................................................................................4
3. OBJETIVO......................................................................................................................5
4. CARACTERÍSTICAS DEL CONTAMINANTE................................................................6
5. METODOS DE EXTRACCIÓN......................................................................................10
6. MOVILIDAD DEL CONTAMINANTE..........................................................................11
7. CUANTIFICACIÓN DEL CONTAMINANTE................................................................14
8. NORMATIVIDAD APLICABLE....................................................................................16
9. TECNOLOGÍA DE REMEDIACIÓN..............................................................................17
9.1. CARACTERÍSTICAS DELPROCESO ....................................................................17
9.2. PLAN DE MUESTREO...........................................................................................18
9.3. CADENA DE CUSTODIA.......................................................................................18
9.4. REACCIONES........................................................................................................18
9.5. TREN DE TRATAMIENTO ....................................................................................18
9.6. COSTOS................................................................................................................19
9.7. VENTAJES Y DESVENTAJES................................................................................19
10. CONCLUSIONES........................................................................................................20
11. BIBLIOGRAFIA..........................................................................................................21

3. 1. INTRODUCCIÓN

4. 2. JUSTIFICACIÓN
El suelo proporciona los nutrientes, el agua y el soporte físico necesarios
para el crecimiento vegetal y la producción de biomasa en general,
desempeñando un papel fundamental como fuente de alimentación para los
seres vivos, a través de su poder de amortiguación o desactivación natural
de la contaminación, filtra, almacena, degrada, neutraliza e inmoviliza
substancias orgánicas e inorgánicas tóxicas
El cromo puede existir en diferentes formas, dependiendo de su estado de
oxidación, puede encontrarse en estado líquido, sólido o gaseoso. Las
formas químicas más comunes son el Cr (0), Cr (III) y Cr (VI), siendo este
último su forma más tóxica (ATSDR 2012)
Debido a las actividades industriales, como la producción de acero, minería,
cemento y curtido de pieles, ciertas zonas de la República Mexicana, tienen
altos niveles de cromo hexavalente en suelo y agua, es altamente soluble lo
que lo que lo hace móvil en el suelo y en ambientes acuáticos. El suelo
contaminado con dicho contaminante origina riesgos para los animales y
para los humanos por esta razón buscamos el mejor método para remediar
estos suelos contaminados y mejorar nuestro medio ambiente.
El tratamiento biológico surge como una alternativa para transformar los
contaminantes en compuestos más simples y menos contaminantes
mediante el uso del potencial metabólico de algunas bacterias, plantas y
hongos.
Dentro de las investigaciones realizadas encontramos que los hongos son
organismos ubicuos (que están presentes en todas partes) en la naturaleza,
que predominan en el suelo, poseen propiedades fundamentales como
biotransformadores y juegan un papel importante en los ciclos geoquímicos
de los metales.
Dentro de las células fúngicas el Cr (VI) puede ser reducido a Cr (III) por
sistemas reductores, que pueden incluir rutas enzimáticas y no enzimáticas
poseen tolerancia a Cr(VI).

5. 3. OBJETIVO
Basado en diferentes referencias biográficas encontrar la tecnología de
remediación de suelos más adecuada para tratar un suelo franco arcilloso
que se encuentra ubicado en boulevard Juan Pablo II, entre las calles Don
Mata y Monte Olimpio

6. 4. CARACTERÍSTICAS DEL CONTAMINANTE
El cromo (Cr) es un elemento químico de número atómico 24 que se encuentra
en el grupo 6 de la tabla periódica de los elementos. Es el séptimo más abundante de la
corteza terrestre (KATZ Y SALEM, 1994).
Es un metal de transición y como otros metales de transición se encuentra la de
incluir en su configuración electrónica el orbital d, parcialmente lleno de electrones. Así
mismo tienen como su elevada dureza, el tener puntos de ebullición y fusión elevados y
ser buenos conductores de la electricidad y el calor. El punto de fusión del Cromo es de
1857,85 grados Celsius o grados centígrados y el punto de ebullición es de 2672,85
grados Celsius o grados centígrados (CALLÓN, 2010).
El cromo se presenta principalmente en tres formas: 1) Cromo trivalente, que se
produce naturalmente como mineral de cromo y también es un nutriente esencial para
un metabolismo adecuado; 2) Cromo metálico o elemental, normalmente se encuentra
en aleaciones aeroespaciales y 3) Cromo hexavalente, generalmente de procesos
industriales como soldadura y aspersión térmica.
El cromo hexavalente, también conocido como Cromo-6 o Cr (VI), es la forma
tóxica y volatilizada del metal cromo. Generalmente el Cr (VI) predomina en ambientes
ricos en oxígeno y con pH que varía entre neutro y alcalino por lo que pHs bajos ayudan
a disminuir su biodisponibilidad. Entre los factores que afectan los su disponibilidad
están: pH del suelo, materia orgánica, tipo de arcillas y condiciones de óxido –
reducción (BALL Y IZBICKI, 2004).
Debido a la gran movilidad de Cr (VI) en los sistemas acuosos es
frecuentemente hallado en el agua. El agua es un muy buen disolvente, por ello puede
llevar en disolución al Cr(VI), gracias a las propiedades químicas de ambas sustancias,
formando estructuras como la que sigue a continuación:

7. Figura 1: Solubilidad del cromo en agua.
Es una forma cancerígena del metal cromo en estado de oxidación, no tiene olor
ni sabor, y puede ser encontrado en forma natural en rocas, suelo y plantas (FLUENCE,
2016). Tanto en las plantas como en el hombre o los animales la forma de Cr más
fácilmente absorbida es la hexavalente, por penetrar sin dificultades a través de las
membranas biológicas. El Cromo (VI) es el más importante toxicológicamente debido a
que es 1.000 veces más toxico que el Cromo (III).
Tabla 1 . Propiedades físicas y químicas del Cromo, tomada de:
http://elementos.org.es/Cromo

8. Los procesos comunes que provocan la inhalación de cromo hexavalente (polvo,
humo o niebla) incluyen trabajos de soldadura en caliente y soldadura en acero
inoxidable, aleaciones con alto contenido de cromo y metales revestidos de cromo,
aplicación y remoción de pinturas que contienen cromato y otros revestimientos de
superficies, y producción de pigmentos, tintes y polvos de cromato.
Una forma de Cr6, el ácido crómico, se crea como una niebla durante la
galvanoplastia. Estos pueden ser inhalados directamente o ingeridos después de caer en
el suelo o el agua. El contacto con el suelo que contiene Cr6 puede transferirse a las
manos y luego a la boca (SENTRY AIR SYSTEMS, 2019).
En lo suelos, el Cromo (III) es relativamente inmóvil debido a su gran capacidad
de adsorción, pero el Cromo (VI) es muy inestable. Las reacciones redox afectan la
biodisponibilidad y la toxicidad del mismo. La oxidación puede ocurrir en presencia de
óxidos de Fe y Mg, en suelos frescos y húmedos (anaeróbicos) y en condiciones
levemente ácidas. La reducción puede ocurrir en presencia de sulfuros y Fe (II)
(condiciones anaeróbicas) y se acelera en presencia de materia orgánica.
La Oficina de Evaluación de Riesgos para la Salud Ambiental de Estados
Unidos (OEHHA) ha desarrollado un Nivel de Referencia de Exposición crónico (REL)
para el Cr6. Un REL crónico es un punto de referencia basado en la salud que se fija en

9. un nivel al cual o por debajo del cual no es probable que ocurran efectos adversos no
cancerosos para la salud en la población humana general cuando se exponen
continuamente durante la vida. Los efectos no cancerígenos para la salud asociados con
el Cr6 incluyen irritación o alergias nasales, de la garganta o respiratorias. El REL
crónico para el Cr6 es de 200 ng/m3 en el aire (0.2 μg/m3) (OEHHA, 2016).
La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de los Estados Unidos
(OSHA) ha establecido el límite de exposición permitido (PEL) a 5 microgramos por
metro cúbico de aire (5ug/m3) y un “nivel de acción” de 2.5ug/m3 (calculado como
TWA de 8 horas). El Departamento de Salud y Servicios Humanos (DHHS) de Estados
Unidos, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) y la EPA30
han determinado que los compuestos de Cromo (VI) son carcinogénicos en seres
humanos.

10. 5. METODOS DE EXTRACCIÓN

11. 6. MOVILIDAD DEL CONTAMINANTE
Una vez en el suelo, los metales pesados pueden quedar retenidos en el mismo
pero también pueden ser movilizados en la solución del suelo mediante diferentes
mecanismos biológicos y químicos (Pagnanelli et al., 2004). Los metales pesados
adicionados a los suelos se redistribuyen y reparten lentamente entre los componentes
de la fase sólida.
Dicha redistribución se caracteriza por una rápida retención inicial y posteriores
reacciones lentas, dependiendo de las especies del metal, propiedades del suelo, nivel de
introducción y tiempo (Brummer et al., 1988; Han y Banin, 1997, 1999; Han et al.,
2001, 2003).
Los factores que influyen en la movilización de metales pesados en el suelo son:
(Sauquillo et al., 2003):
 Características del suelo: pH, potencial redox, composición iónica de la
solución del suelo, capacidad de cambio, presencia de carbonatos,
materia orgánica, textura, etc…
 Naturaleza de la contaminación: origen de los metales y forma de
deposición.
 Condiciones medioambientales: acidificación, cambios en las
condiciones redox, variación de temperatura y humedad, etc…
La movilización es relativa a todos estos factores pero especialmente a aquellos
que afectan a la transferencia desde fases sólidas a líquidas.

12. Por lo tanto hablando del Cromo (VI) y nuestro caso de estudio obtenemos la
siguiente información:

13. CARACTERÍSTICA CROMO (VI) CASO DE
ESTUDIO
pH Es más móviles a pH alcalino 8.5
Textura Los suelos arcillosos retienen más metales por adsorción o en el complejo de cambio de los minerales
de la arcilla
Franco
arcilloso
Materia orgánica Facilita la solubilidad del metal, la disponibilidad y dispersión porque pueden degradarse por los
organismos del suelo.
1.2%
Solubilidad La mayor parte del Cromo presente en el suelo, es insoluble en agua; sólo pequeñísimas cantidades
podrían disolverse, pero el movimiento del mismo, depende fundamentalmente de la forma en que éste
sea dispuesto.
Cromo (VI)
soluble
Condiciones redox Movilidad
muy baja

14. 7. CUANTIFICACIÓN DEL CONTAMINANTE
La técnica que se usó para la cuantificación del contaminante en suelo fue:
método de espectrofotometría de absorción atómica.
Es una técnica para determinar la concentración de un elemento metálico
determinado en una muestra. Puede utilizarse para analizar la concentración de más de
62 metales diferentes en una solución.
Es la medición de la radiación absorbida característica del elemento químico a
medir, la medición se realiza al hacer incidir, sobre el elemento químico, una radiación
proveniente de una fuente independiente de luz monocromática específica para el
elemento a medir, la radiación absorbida se determina por diferencia, entre la radiación
incidente y la transmitida.
En cuanto a nuestro caso de estudio; todos los análisis se realizaron por
duplicado. Las muestras fueron sometidas a digestión empleando la metodología de
Chester y Voutsinou (20) como se especifica en la figura. Para la cuantificación se
utilizó un equipo de Espectrometría de Absorción Atómica Perkin Elmer 372.
Se pesó 1 g. de sedimento. Posteriormente se adicionaron 20 mL de agua regia a
muestras, patrones y blancos. Se sometieron a digestión durante un periodo de tiempo
de una hora, a una temperatura de 105°C. Al cabo de este tiempo se permitió tomar la
temperatura ambiente, se adicionó el permanganato de potasio al 5% (hasta
permanencia del color), se calentó a igual temperatura por 15 minutos. Posteriormente,
se adicionó la solución de hidroxilamina al 12% hasta desaparición del color. Se llevó la
solución hasta volumen de 100 mL. Por último se le adicionó 5 mL de solución de
Cloruro Estannoso al 10 % en el momento de hacer la lectura la cual se llevó a cabo en

15. un Espectrofotómetro de Absorción Atómica. La concentración supuesta obtenida para
nuestro caso de estudio es de: 1.1613 ppm.

16. 8. NORMATIVIDAD APLICABLE

17. 9. TECNOLOGÍA DE REMEDIACIÓN
9.1. CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO
Los procesos de biorremediación pueden ser divididos básicamente en tres
clases. Primero, en atenuación natural, donde la concentración de contaminantes es
reducida por los microorganismos nativos del suelo. Segundo la bioestimulación, donde
se adicionan nutrientes y un aceptor de electrones al sistema para mejorar su efectividad
y acelerar la biodegradación. Finalmente la bioaumentación, se aplica cuando los
microorganismos de la microflora son insuficientes para degradar los contaminantes y
cuando se requiere el tratamiento inmediato del sitio contaminado, consiste en la
adición de una alta concentración de microorganismos vivos capaces de degradar los
contaminantes (SALINAS et al. 2007).
Para llevar a cabo este estudio se optó por una tecnología de bioaumentación en
un proceso ex situ de tratamiento de biosuspensión, también conocido como sistema
biorreactor. El procedimiento consiste en excavar el suelo contaminado y luego
introducirlo en un reactor añadiendo nutrientes, agua, y los cultivos microbianos
adecuados para que se lleve a cabo la degradación
Para el prepara del bioreactor se aisló un hongo resistente y capaz de remover
cromo hexavalente a partir de la colección de la Universidad Autónoma Metropolitana-
Iztapalapa. Sin embargo, se trabajó con una cepa de Aspergillus niger A10 y el diseño
de un reactor basando en un diseño de un reactor anteriormente utilizado para cepas de
algas.
Es un equipo compuesto por un estanque (2), al cual llega el suelo a tratar
trasvasada por una bomba centrífuga (7) y la tubería con una válvula de flotante
acoplada en su extremo (3), dentro del reactor se puede apreciar un tambor rotatorio (4)
que se reviste con una capa de espuma de poliuretano de una densidad de 45 kg/m3 (5).
Acoplado al tambor rotatorio se colocó un motorreductor (1) que presenta un regulador
de velocidades, su función es variar la velocidad de giro del tambor, la salida del suelo
tratada del equipo se realiza por medio de una tubería (6) colocada en la parte inferior
del equipo.

18. Figura 2: Diseño del bioreactor.
9.2. PLAN DE MUESTREO
ALEXA
9.3. CADENA DE CUSTODIA
ALEXA
9.4. REACCIONES
KARLA
9.5. TREN DE TRATAMIENTO
KARLA

19. 9.6. COSTOS
Es una tecnología que puede durar varios meses o años, su utilización no implica
mucho capital ni costos de operación comparado con otras tecnologías
Su costo oscila entre 30-100 USD/m3. La naturaleza y profundidad de los
contaminantes puede aumentar sus costos
9.7. VENTAJES Y DESVENTAJES
BRENDA

20. 10. CONCLUSIONES
Debidoa que actualmente se presentaunagrancontaminación,se proponendiferentes
tratamientosde remediación de suelos.
La masadecuadapara laremediación de suelocontaminadoconcromohexavalente esel
tratamientobiológicoyaque ya que prometentecnologíasmássencillas,másbaratasy más
respetuosasconel medioambiente que otrostratamientossurge como unaalternativapara
transformarloscontaminantesencompuestosmássimplesymenoscontaminantesmediante
el usodel potencial metabólicode algunasbacterias,plantasyhongos
Una gran desventajaesque el tratamientoutilizadopuede llevarmesesoen algunoscasos
años

21. 11. BIBLIOGRAFIA
¿Qué es el Cromo Hexavalente? Artículo publico el 30/12/2016 en FLUENCE NEWS
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