Efectos potenciales del biochar de poda de palto (Persea americana Miller). sobre los metales pesados y cianuro en relave minero

Abstract

La investigación tiene como objetivo aprovechar el biochar derivado de la biomasa residual de la poda de plantaciones de palto (Persea americana Miller.) para servir como enmienda orgánica en la inmovilización de metales pesados (arsénico, plomo y cadmio) y cianuro en el topsoil (capa organica superficial) durante la fase de revegetación en el cierre de un relave minero. Se realizó la recolección y acondicionamiento de la poda, seguido del análisis lignocelulósico, para la producción de biochar mediante pirólisis lenta en un horno pirolítico diseñado y construido artesanalmente. Se evaluaron las propiedades físicas y químicas del biochar, así como su capacidad como enmienda orgánica en concentraciones variadas (de 0 a 5% p/p) durante una simulación de revegetación en condiciones de pH (>7,50) y en un área de referencia con baja contaminación minera. Se analizó la supervivencia y desarrollo vegetal de Stipa ichu, así como las variaciones en el pH y contenido de metales (As, Pb y Cd) en tejidos vegetales y topsoil. La poda de palto presentó bajos niveles de humedad y altos de lignina, mientras que el biochar derivado presentó un alto contenido de carbono fijo, baja densidad aparente, alto contenido de carbono orgánico, pH alcalino y capacidad de adsorción de grupos funcionales, junto con baja área superficial y tamaño de poros mesoporosos, sin metales (As, Pb y Cd) ni cianuro. Aunque el biochar no afectó la movilización de arsénico, plomo y cadmio, sí influenció en la movilización de cianuro, aumentando su concentración en el topsoil de 1,75 mg/kg a 85,98 mg/kg. Este estudio destaca al biochar como una alternativa efectiva en el manejo de residuos sólidos, y su aplicación como enmienda orgánica en el cierre de relaves mineros, particularmente en la inmovilización del cianuro en el topsoil de zonas mineras.

The objective of this research is to use the biochar derived from the residual biomass of the pruning of avocado plantations (Persea americana Miller.) to serve as an organic amendment for the immobilization of heavy metals (arsenic, lead and cadmium) and cyanide in the topsoil during the revegetation phase in the closure of a mine tailing. The pruning was collected and conditioned, followed by lignocellulosic analysis, for the production of biochar by slow pyrolysis in an artisanal pyrolytic furnace designed and built. The physical and chemical properties of the biochar were evaluated, as well as its capacity as an organic amendment in varied concentrations (0 to 5% w/w) during a revegetation simulation under pH conditions (>7.50) and in a reference area with low mining contamination. Plant survival and development of Stipa ichu, as well as variations in pH and metal content (As, Pb and Cd) in plant tissues and topsoil were analyzed. The avocado prunings presented low moisture and high lignin levels, while the derived biochar presented high fixed carbon content, low bulk density, high organic carbon content, alkaline pH and adsorption capacity of functional groups, together with low surface area and mesoporous pore size, without metals (As, Pb and Cd) or cyanide. Although biochar did not affect the mobilization of arsenic, lead and cadmium, it did influence the mobilization of cyanide, increasing its concentration in the topsoil from 1.75 mg/kg to 85.98 mg/kg. This study highlights biochar as an effective alternative in solid waste management, and its application as an organic amendment in the closure of mining tailings, particularly in the immobilization of cyanide in the topsoil of mining areas.