Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana

Volumen 67, núm. 3, 2015, p. 457-465

Modeling the additive effects of Pb(II) and Cu(II) on the competitive attenuation of As(V) through solid precipitation versus adsorption to goethite

Katherine Vaca-Escobar1, Mario Villalobos2,*

1 Posgrado en Ciencias de la Tierra, Instituto de Geología, UNAM, Ciudad Universitaria, Coyoacán, México DF 04510, México.
2 Departamento de Geoquímica, Instituto de Geología, UNAM, Ciudad Universitaria, Coyoacán, México DF 04510, México.

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Resumen

Las actividades relacionadas con la minería provocan contaminación extendida de ambientes acuosos conjuntamente de arsénico y metales pesados. La atenuación natural de As(V) en suelos y acuíferos en condiciones óxicas ocurre principalmente a través de procesos de adsorción a (hidr)óxidos de hierro y aluminio; así como a través de la formación de arseniatos de metales(II) pesados altamente insolubles.

En esta investigación utilizamos modelación termodinámica para predecir el comportamiento geoquímico ambiental del As(V) en presencia de Pb(II), Cu(II) y goetita, tratando de aproximarnos a la complejidad de escenarios multicomponentes de contaminación real. La clave de esta modelación fue el acoplamiento de un modelo de complejación superficial altamente robusto de adsorción de As(V) en goetita, el cual utiliza postulados combinados de los modelos de Triple Capa y CD-MUSIC, junto con constantes apropiadas de formación de arseniatos de metales divalentes sólidos y de todos los equilibrios químicos que ocurren en la fase acuosa. Se predice la formación de arseniatos metálicos mixtos que aumentan la región de predominio de las reacciones de precipitación, a expensas del mecanismo de adsorción en goetitas de alta reactividad superficial, pero el modelo predice que no se libera As(V) acuoso en ninguna de las condiciones investigadas.

Palabras clave: Adsorción, precipitación, arseniato, goetita, plomo, cobre, Modelo de Complejación Superficial, Modelo de Triple Capa, Modelo CD-MUSIC.