Phoslock

Acerca de Phoslock

Esta página explica que es Phoslock, cómo funciona y qué beneficios proporciona.

¿Qué es Phoslock?

 

phoslockstructure.gifGranular Phoslock 

 

 

 

 

 

 

Phoslock es una bentonita que ha sido modificada mediante la introducción de lantano, un elemento de las tierras raras, a la estructura arcillosa.

Durante la fabricación de Phoslock se intercambian los cationes de lantano en la superficie cargada de la bentonita. Cuando los iones de lantano se unen electrostáticamente a la bentonita, éstos no se disocian fácilmente de la arcilla, sino que reaccionan químicamente con los fosfatos al entrar en contacto con estos iones en el agua.

Phoslock es fabricado en forma de gránulos secos, y se aplica a la superficie del cuerpo de agua en forma suspendida, usando generalmente agua del mismo sitio. A medida de que baja en la columna de agua, la arcilla adsorbe hasta un 95% del fosfato que encuentra en su camino. 

¿Cómo funciona Phoslock?

Phoslock funciona al aprovechar la habilidad que tiene el lantano de reaccionar con el fosfato. La remoción de fosfato mediante la acción del lantano es sumamente eficiente, y tiene una proporción molar de 1:1.

La3+ + PO43- => LaPO4

Al aplicar Phoslock a un cuerpo de agua, el lantano adsorbido en la superficie cargada de la arcilla, reacciona con los iones de fosfato en la columna de agua o con el agua intersticial de los sedimentos, o bien, en la ausencia de fosfato, permanece unido dentro de la estructura de la bentonita.

El fosfato de lantano es un análogo al un mineral natural, altamente insoluble, conocido como rabdofana. El lantano también está presnete en los sedimentos de varios numerosos lagos, en concentraciones típicas de aproximadamente 40 mg/kg de peso seco.

Haga click aquí para más información sobre de la bentonita y el lantano.

¿Cómo funciona Phoslock en el cuerpo de agua?

Los gránulos de Phoslock son generalmente mezclados con agua del mismo sitio y aplicados al cuerpo de agua en forma suspendida. A medida que la suspensión se asienta, los aniones de fosfato en la columna de agua se unen a los cationes de lantano en la bentonita. Una vez asentado en la interfaz sedimento-agua, Phoslock forma una película, usualmente de menos de 1 mm de grosor. Mientras que haya suficientes iones disponibles de lantano en la arcilla, esta película continúa removiendo fósforo que es liberado por el sedimento hacia la columna de agua bajo condiciones anóxicas.

 How phoslock works

Una vez que el fósforo se adhiere a Phoslock, ya no está biodisponible para que las algas lo asimilen y lo utilicen para su crecimiento. Esta falta de nutrientes en el cuerpo de agua tiene un impacto directo en la habilidad de las algas a proliferar.

Phoslock opera en un amplio intervalo de pH (4-11) y tiene capacidad de fijar fosfato incluso en condiciones anóxicas.

El fosfato es un nutriente importante para las algas (específicamente para las algas verdeazules). Mediante la remoción de fosfato de la columna de agua y la prevención de su liberación por los sedimentos, Phoslock básicamente priva a las algas de una importante fuente alimenticia y reduce la proliferación de algas, particularmente las verdeazules.

Tanto el nitrógeno como el fósforo son nutrientes importantes para el crecimiento de las algas; sin embargo, el crecimiento de las algas verdeazules no se limita por la concentración de nitrógeno ya que varias de estas especies son capaces de fijar y almacenar el nitrógeno atmosférico. Se relaciona la proliferación de algas verdeazules en cuerpos de agua con la ventaja competitiva que tienen sobre otros grupos de fitoplancton (tales como diatomeas y algas verdes) cuando el fósforo en el agua se encuentra en exceso.

Por consiguiente, la reducción de los niveles de fosfato en cuerpos de agua y en sedimentos mediante aplicación de Phoslock, resulta en la reducción significativa de algas verdeazules y la restauración de condiciones ecológicas saludables, que favorecen el crecimiento de diatomeas, algas verdes y macrófitos.

¿Cuánto fosfato se remueve con Phoslock?

Una tonelada de Phoslock es capaz de remover 34 kg de fosfato (PO4) o 11 kg de fósforo (P).

Phoslock y crecimiento algal

algal bloom

El fosfato es un nutriente importante para las algas (específicamente para las algas verdeazules). Mediante la remoción de fosfato de la columna de agua y la prevención de su liberación por los sedimentos, Phoslock básicamente priva a las algas de una importante fuente alimenticia y reduce la proliferación de algas, particularmente las verdeazules.

Tanto el nitrógeno como el fósforo son nutrientes importantes para el crecimiento de las algas; sin embargo, el crecimiento de las algas verdeazules no se limita por la concentración de nitrógeno ya que varias de estas especies son capaces de fijar y almacenar el nitrógeno atmosférico. Se relaciona la proliferación de algas verdeazules en cuerpos de agua con la ventaja competitiva que tienen sobre otros grupos de fitoplancton (tales como diatomeas y algas verdes) cuando el fósforo en el agua se encuentra en exceso.

Por consiguiente, la reducción de los niveles de fosfato en cuerpos de agua y en sedimentos mediante aplicación de Phoslock, resulta en la reducción significativa de algas verdeazules y la restauración de condiciones ecológicas saludables, que favorecen el crecimiento de diatomeas, algas verdes y macrófitos.

Beneficios de Phoslock

Phoslock ofrece diversos beneficios comparando con otros métodos de reducción de niveles de fósforo en lagos y embalses. Estos beneficios hace de Phoslock una solución única e innovadora en el control de la eutroficación.

Algunos de los beneficios más importantes de Phoslock son:

Reducción en la concentración de fosfatos

La habilidad de Phoslock de reducir las concentraciones de fosfatos a niveles muy cercanos a los límites de detección (< 10 µg/L), ha sido demostrada en numerosas aplicaciones tanto en laboratorio como en campo. Es importante mencionar que las dosis pueden ser ajustadas para obtener concentraciones objetivo de fósforo (e.g. 20-30 µg/L), que representan niveles suficientemente bajos para prevenir la proliferación de algas verdeazules, al mismo tiempo que sean suficientemente altos para asegurar que se mantenga la productividad natural del sistema.

Inmovilización rápida de fosfato

La cinética de inmovilización de fosfato con Phoslock varía de acuerdo las propiedades químicas del agua; sin embargo, en la mayoría de los casos, más del 90% del fosfato es capturado dentro de tres horas siguientes a la aplicación.

Seguridad Eco-toxicológica

mayflyEn la última década, varios centros de investigación independientes, tanto académicos como gubernamentales, han realizado pruebas de eco-toxicidad en diversas especies. Los reportes demuestran que Phoslock tiene una muy baja toxicidad y que es seguro de utilizar en las dosis recomendadas bajo todas condiciones ambientales. Phoslock Water Solutions ha realizado una revisión detallada de estos estudios que se puede descargar en la página Evaluación Eco-Tóxicológica.

Asimismo, y a diferencia de otros métodos de captura de fosfatos (así como sales de hierro y aluminio), la aplicación de Phoslock no causa cambios en pH y conductividad eléctrica del agua. 

Estabilidad en condiciones variables

A diferencia de otros métodos para inmovilizar el fósforo en agua y sedimentos, Phoslock no es sensible a potencial redox, pH y temperatura de los lagos y embalses, por lo que no es necesario amortiguar el agua antes de una aplicación.

Resistencia a la re suspensión

lake in finland with pierSe han realizado varios estudios con diferentes velocidades de flujo para determinar la resistencia a la resuspensión de las películas de Phoslock depositados sobre los sedimentos. Estos estudios demuestran que Phoslock tiene una resistencia substancialmente más alta a la re-suspensión que sales floculantes de hierro y aluminio, que también se aplican para inmovilizar fósforo en sedimentos. Esto es de esperarse debido a que la densidad de Phoslock es mucho mayor que la de los floculantes; esto permite el uso de Phoslock incluso en lagos poco profundos.

Efecto a largo plazo

Después de la aplicación de Phoslock a cuerpos de agua, todo el fosfato inmovilizado por el lantano permanece ligado a la arcilla. Además, el lantano en la matriz de la arcilla, que aún no ha reaccionado con fosfato, continúa siendo activo para atrapar fosfato (procedente de fuentes tanto internas como externas). Esto significa que una aplicación de Phoslock puede ser diseñada para obtener una reducción sostenida en niveles de fosfato.