Electrophytoremediation: ex situ hybrid remediation for hexavalent chromium removal by Solanum elaeagnifolium Cav. and the application of an electric field
Keywords:
chromium, electrokinetics, electrophytoremediation, electroremediation, phytoremediation.Abstract
The presence of hexavalent chromium (Cr (VI)) in soils is an environmental problem that has increased in recent decades in Mexico. This increase is due to the use given to the metal by different industrial sectors, including, for example, the leather tanning industry which uses chromium salts to soften the leather, and the automotive industry that uses the metal for chrome plating of auto parts. Both industries are well established in the state of Guanajuato; However, they are also among the most polluting industrial sectors, releasing Cr (VI) residues into the environment, especially the tanning industry, as most of the companies in the sector are artisanal. Although physicochemical techniques have been developed for the removal of heavy metals, they tend to be expensive and, in some cases, can generate other compounds that can be equally or more toxic than the original ones. Therefore, hybrid soil remediation techniques, such as electrophytoremediation, can be used for the removal of Cr (VI) from industrial soils. In this study, soil extracted from the P.I.E.L. Park in León was used, which is known for grouping together most of the companies that carry out the tanning process. The objective was to evaluate the electrophytoremediation technique at different concentrations of the contaminant (140, 395, and 620 mg/Kg) established on the basis of reference values indicated in the Mexican environmental regulations (NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004) for soils of industrial use, applying a current of 20 volts for 24 hours during a period of 28 days and comparing it with separate techniques (phytoremediation and electroremediation) under the same treatment conditions. The plant used was a native plant from the sampling site, identified as Solanum elaeagnifolium Cav. An alkaline digestion was carried out on the soil for the extraction of Cr (VI), and its final concentration was analyzed by a colorimetric reaction with diphenyl-carbazide in acid solution, and its absorbance was measured at 540 nm, determining that for electrophytoremediation, the maximum removal of hexavalent chromium was 92.40% at 620 mg/Kg, while in electroremediation, it was 88.30% for 395 mg/Kg, and in phytoremediation, 28.31% at 140 mg/Kg. The effect on the pH of the soil treated with the techniques separately and combined was also evaluated, observing that the pH remains unchanged, favoring the removal of the metal. These results demonstrate the effectiveness of electrophytoremediation for the recovery of industrial soils contaminated with this metal compared to other techniques.
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