Cromo (Cr) y agua

Cromo en el agua: especiación, comportamiento ambiental y tratamiento

El cromo está presente en el agua principalmente como cromo trivalente, Cr(III), o cromo hexavalente, Cr(VI). Estas formas difieren en su solubilidad, movilidad y toxicidad. La química del agua —especialmente el pH, las condiciones redox y la presencia de hierro, manganeso, materia orgánica y otros iones— determina qué formas están presentes.

¿Cómo llega el cromo al agua?

El cromo se encuentra de forma natural en minerales como la cromita y puede llegar al agua por la meteorización de rocas y suelos. Las fuentes industriales pueden incluir el acabado de metales, la producción de acero inoxidable, el curtido de cuero, los pigmentos y otras actividades de fabricación. Las liberaciones pueden producirse por vertidos de aguas residuales, derrames o residuos mal gestionados. La fuente y la forma del cromo deben determinarse mediante un muestreo específico del emplazamiento, en lugar de deducirse únicamente a partir del cromo total.

¿Cómo reacciona el cromo con el agua?

El cromo metálico en forma maciza no reacciona fácilmente con el agua líquida a temperatura ambiente porque se forma una fina película protectora de óxido en su superficie. En las aguas naturales y tratadas, el cromo se encuentra más habitualmente en forma de compuestos disueltos o asociados a partículas. Su forma química puede cambiar mediante reacciones de oxidación y reducción.

Solubilidad y especiación

El Cr(III) suele ser menos soluble que el Cr(VI). Según el pH y los ligandos disueltos, el Cr(III) puede estar presente como cationes o complejos disueltos, adsorberse en superficies minerales o formar sólidos de hidróxido de baja solubilidad. Muchos compuestos de Cr(III) son poco solubles, aunque algunas sales son solubles.

El Cr(VI) suele estar presente en forma de los oxoaniones hidrogenocromato (HCrO₄⁻) y cromato (CrO₄²⁻); sus proporciones relativas dependen principalmente del pH y de la concentración. Muchas sales de cromato de metales alcalinos son solubles. Por tanto, el Cr(VI) puede ser más móvil en el agua que el Cr(III), aunque la adsorción en óxidos de hierro y aluminio y otros efectos de la química del agua pueden influir en su transporte. No existe una única especie de cromo que represente todas las aguas naturales.

Comportamiento ambiental

Las condiciones redox y las superficies reactivas influyen en la especiación del cromo. La materia orgánica, el sulfuro y el hierro ferroso pueden reducir el Cr(VI) a Cr(III), cuya movilidad suele disminuir por sorción o precipitación. En determinadas condiciones, los óxidos de manganeso pueden oxidar el Cr(III) a Cr(VI). Las condiciones de oxigenación por sí solas no determinan el resultado; también influyen la mineralogía, el pH, el tiempo de reacción y la química del agua.

Consideraciones sobre la salud

Los efectos sobre la salud dependen del estado de oxidación del cromo, del compuesto, de la concentración y de la duración y la vía de exposición. Los compuestos de Cr(VI) están reconocidos como carcinógenos para los seres humanos por inhalación; las pruebas de cáncer en seres humanos por exposición oral a través del agua potable son menos concluyentes, y la evaluación de la OMS sobre el agua potable también tiene en cuenta los estudios en animales y los efectos no cancerígenos. El Cr(III) suele ser menos tóxico que el Cr(VI). La función nutricional del Cr(III) en los seres humanos sigue siendo incierta y no se ha establecido ningún estado de deficiencia de cromo definido clínicamente.

Valores guía para el agua potable

El valor guía actual de la OMS para el agua potable es de 0,05 mg/L (50 µg/L) para el cromo total. Los límites normativos varían según la jurisdicción. Por ejemplo, el nivel máximo de contaminante establecido actualmente por la normativa federal de Estados Unidos es de 0,1 mg/L para el cromo total. Según la Directiva de la UE sobre el agua potable, el valor paramétrico es de 50 µg/L hasta el 12 de enero de 2036, fecha a partir de la cual el valor es de 25 µg/L. Compruebe siempre los requisitos aplicables en el lugar donde se encuentra la instalación; un valor guía no sustituye a una evaluación de riesgos específica del emplazamiento.

¿Qué tecnologías de tratamiento del agua pueden eliminar el cromo?

La selección depende de si el cromo está presente como Cr(III), Cr(VI) o ambos, así como del pH, los iones competidores, los sólidos en suspensión y la calidad requerida del agua tratada. Un análisis representativo del agua debe determinar el cromo total y, cuando proceda, sus especies químicas.

Cr(III): puede considerarse el ajuste del pH seguido de la precipitación de hidróxidos y la separación de sólidos. La coagulación y la filtración también pueden eliminar el Cr(III) asociado a partículas o precipitado.
Cr(VI): el intercambio aniónico o los medios adsorbentes adecuados pueden eliminar las especies de cromato. Otro método consiste en la reducción química del Cr(VI) a Cr(III), seguida de precipitación y filtración.
Tratamiento con membranas: la ósmosis inversa y la nanofiltración pueden reducir la concentración de cromo; su rendimiento depende de la especiación, la selección de la membrana y las condiciones de funcionamiento.

El tratamiento para eliminar el cromo debe diseñarse en función de la matriz del agua y verificarse mediante ensayos. Lenntech también ofrece información sobre las opciones de eliminación de metales pesados.