Introducción Dura Durant nte e cien ciento tos s de años años el ser ser huma humano no ha toma tomado do medi medida das s para para evit evitar ar la contaminación del aire y del agua, consciente del perjuicio que ambas podían suponer para la salud y la vida humanas. En relación a la contaminación del aire los anteceden antecedentes tes datan del siglo XV. Los minerales minerales metálicos, metálicos, de cobre cobre o de mercurio, eran tratados inicialmente por procesos de calcinación a la intemperie, tray trayen endo do como como cons conse ecue cuencia ncia la enfe enferm rmed edad ad y mue muerte rte temp tempra rana na de los los trabajadores trabajadores que inhalaban inhalaban esa atmósfera atmósfera contaminada. contaminada. Para paliar estos efectos deri deriva vado dos s del del cont contac acto to dire direct cto o con con el aire aire cont contam amin inad ado, o, se come comenz nzar aron on a desarrol desarrollar lar técnica técnicas s de dispers dispersión ión del contamin contaminante ante,, existien existiendo do una concien conciencia cia muy temprana en relación a este medio físico. En el caso del agua, esta conciencia es más tardía, ya que se puede hablar de los primeros antecedentes a partir del siglo XVII. Estos están relacionados también con actividades derivadas de la minería, como el lavado de minerales y el vertido posterior de los residuos directamente a los ríos, afectando a la calidad del agua que se utilizaba para otros procesos de producción y para el abastecimiento de poblaciones. Las quejas de los usuarios por el enturbiamiento de las aguas, y la comprobación de la pérdida de su calidad provocó que se tomaran medidas, como la construcción de balsas o pantanos de lodos en los que se depositaban los verti vertido dos s del del lavad lavado o del del minera mineral, l, mante mantenié niéndo ndolo los s aisla aislado dos s de las corri corrien entes tes fluviales. Sin embargo, el del suelo contaminado es un concepto mucho más moderno, del que no se había oído hablar hace 25 años. A esta contaminación contaminación se le ha llamado "silenciosa" porque no deja una huella evidente en el momento en que se provoca, sino que pueden transcurrir años en los que va migrando por el subsuelo hasta que surge en forma de efectos nocivos para la salud humana y el entorno. Es por ello, que la conciencia conciencia de su existencia existencia ha venido ligada a catástrofes provocadas provocadas por su causa y que se descubren hacia finales de los años 70 y principios de los 80. Como Como cons consec ecue uenci ncia a de de las activ activida idade des s human humanas as,, el uso uso de abon abonos os,, las sedimentaciones de contaminantes atmosféricos de origen industrial, los vertidos y depó depósit sitos os indust industria riales les,, los resid residuo uos s urban urbanos os,, las activ activida idade des s indu industr strial iales es,, la creación de infraestructuras o los accidentes, producen alteraciones en el suelo difícilmente cuantificables, sobre la que es problemática la previsión de efectos. Basta solo decir que el suelo es un espacio intermedio entre la atmosfera y la hidrosfera, por lo que sus perturbaciones producirán desequilibrios en esta última. El uso masivo de fertilizantes como el nitrato amónico, la urea, los superfosfatos, el nitrato nitrato cálcico, cálcico, el cloruro cloruro potásico potásico y otros, otros, produce producen n modifica modificacion ciones es en las características de los suelos agrícolas. Las técnicas de enmienda y corrección de
suelos, como el encalado, originan asimismo alteración en la composición y características de los suelos en los que han sido aplicadas El vertido de aguas residuales acidas o alcalinas procedentes de industrias, pueden modificar el estado de un suelo, bien por ataques a la microflora o a la microfauna, o bien por alteraciones de su constitución debido a reacciones fisicoquímicas. También puede producir contaminaciones diversas si el suelo no es capaz de asimilar esos vertidos, o si estos arrastran agentes contaminantes. El suelo es capaz de admitir alteraciones (contaminantes, por ejemplo) que pueden llegar a ser asimiladas si no son excesivas, lo que facilitara un medio de eliminación de la contaminación. Por otra parte, existen contaminaciones crónicas del suelo y áreas industriales abandonadas que han de corregirse o deben ser recuperadas, en cuyo caso son también necesarias las actuaciones técnicas correspondientes. Finalmente, actividades ajenas a la industria, como pueden ser las urbanas y las agrarias, implican perturbaciones del suelo que deben reducirse o eliminarse si antes no han sido previstas y tratadas en consecuencia. Este ensayo intenta enfocar el problema de los suelos contaminados de forma más o menos clara, describiendo las características de quien recibe la contaminación, los efectos que a este se producen y las técnicas actuales de tratamiento de suelos contaminados. ..
Antecedentes En 2005 se llevo a cabo un estudio para evaluar el efecto del derrame de petróleo sobre las propiedades de cinco unidades de suelo y la producción de biomasa seca de tres pastos tropicales en suelos contaminados por dichos derrames en el activo de cinco presidentes, Tabasco. Como resultado se obtuvieron los efectos adversos y que la utilización de pastos para su remediación parece ser una forma viable. (Zavala Cruz, 2005). Otro impacto de los hidrocarburos como contaminantes en el suelo fueron evaluados como determinar las propiedades físicas y químicas de los suelos; y estimar la cantidad, tamaño y estabilidad de agregados del suelo en la Venta, Tabasco. (Beltrán, 2005)
O´Brien (1990), menciona que los plaguicidas organoclorados son muy persistentes en el medio ambiente, por ejemplo: la vida media del Toxafeno es de 15 años; esto significa que al aplicar 1 kg del producto después de 15 años, 500 gr
permanecerán aún en el medio ambiente; dada la gran persistencia de estos plaguicidas, pueden acumularse a través de los años en el suelo, o bien ser transportados por procesos de erosión hídrica y lixiviación hacia cuerpos de agua superficial y subterránea provocando contaminación hídrica respectivamente; estos contaminantes son absorbidos y llegan a formar aparte de las cadenas tróficas, hasta llegar finalmente al hombre, al respecto Wolf et al (1993), realizaron un estudio en Nueva York, EE.UU. Para correlacionar la presencia del DDT y su principal metabolito el DDE y la presencia de cáncer de mama; concluyendo que el principal metabolito del DDT se asocia fuertemente al cáncer mamario en la mujer. En este estudio se analizaron melones de 10 localidades de la Comarca Lagunera encontrándose los siguientes resultados: concentraciones de 8.680 ppm de endosulfan en la fracción de 6% y 0.00736 ppm de endosulfan-sulfato en la fracción de 15% estos estos dos últimos resultados son del ejido la virgen Mpio. De Francisco I. Madero, Coah. Desarrollo Como consecuencia de varios siglos de actividad minera en México y posteriormente, debido a la industria de la química básica, petroquímica y de refinación del petróleo, se han producido cantidades muy grandes, pero muy difíciles de cuantificar, de residuos peligrosos. Aunado a lo anterior, la intensa actividad de otras industrias, junto con accidentes durante el almacenamiento, transporte o trasvase de sustancias (fugas, derrames, incendios) y la disposición clandestina e incontrolada de residuos, contribuyen en gran medida a la contaminación de suelos (SEMARNAT, 2002). El número de sitios contaminados, aún en las estimaciones más conservadoras, asciende a varios miles de lugares cuyo riesgo potencial es desconocido. De acuerdo con datos publicados por el INEGI (2000), la superficie de suelo degradado por causas de contaminación en 1999 fue de 25,967 km2.
Todos los eventos en los que se encuentran involucradas sustancias que implican algún riesgo para el ambiente o la población y que puedan generar la contaminación de suelos y cuerpos de agua, son conocidos como emergencias ambientales. De acuerdo con estadísticas de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (PROFEPA), cada año se presentan en México un promedio de 550 emergencias ambientales asociadas con materiales y residuos peligrosos. Dentro de los compuestos peligrosos más comúnmente involucrados en emergencias ambientales, se encuentran el petróleo y sus derivados (gasolinas, combustóleo, diesel), agroquímicos, gas LP y natural, entre otros Para iniciar el estudio sobre la contaminación del suelo es preciso entender en un inicio de que está conformado; es decir, sus elementos esenciales. Al hablar de
este tipo de elementos nos referimos a aquellos que necesitan de la vegetación para vivir. Algunos de manera notable (macro), otros en cantidades medias (medio) y finalmente otros en cantidades pequeñas (micro). Aunque finalmente todos son indispensables en su conformación. El suelo proviene de la roca madre que está compuesta por diversos minerales a distintas proporciones. Aunque el origen del suelo siempre influye fuertemente en su contenido de elementos, en realidad pueden existir diferencias notables en esas posibles correlaciones, pues si el suelo es antiguo, la composición del suelo es muy diferente al del material que dio origen a su formación. Los elementos que conforma el suelo pueden encontrarse en diferentes formas, que dependen de muchos factores como el clima, el agua y la presión, entre otros, que influyen determinantemente en todo lo que ocurre con los elementos que componen el suelo, y principalmente en su dinámica. En climas húmedos donde existen fuertes precipitaciones que dominan a la evaporación, existe una lixiviación o lavado de minerales desde la superficie hacia el interior del suelo. Esto hace que en esa superficie los coloides y las bases disminuyan. La vegetación ejerce una acción contraria, es decir extrae del interior los elementos que necesita y los lleva a la superficie. En el caso de climas secos el proceso es inverso al anterior. La dinámica del agua el suelo en este caso es hacia arriba, arrastrando los materiales solubles a la superficie. Un aspecto que afecta al suelo y lo contamina es la acumulación de elementos en un espacio dado. Este efecto se puede dar de dos formas: por procesos naturales y otro provocado por la acción del hombre. En el primer caso, por una parte los elementos son transportados por el agua y en lugares de clima seco el agua del suelo asciende y se puede acumular cal o material salino en la superficie. Por otra, se pueden depositar óxidos de hierro, arcillas o humus en profundidad. En las zonas con clima húmedo ya señalamos que el lavado arrastra bases y existe tendencia a la acidificación del suelo, por lo que es posible que existan acumulaciones de ciertos elementos, sobre todo de microelementos. Las acumulaciones de elementos son más lentas para los macroelementos y más rápidas para los microelementos por ser el margen mucho menor (Seoánez, 1998). La EPA define las técnicas de tratamiento como procesos que se aplican a desechos peligrosos o a materiales contaminados para alterar su estado en forma permanente por medios químicos, biológicos y físicos. Con técnicas de tratamiento se pueden alterar materiales contaminados destruyéndolos o modificándolos, con objeto que sean menos peligrosos o que dejen de serlo. Con ese fin se puede reducir la cantidad de material contaminado, se puede recuperar o retirar un componente que confiera al material sus propiedades peligrosas, o se pueden inmovilizar desechos.
Existe un gran número de técnicas de tratamiento, con abundantes variantes innovadoras; a continuación se describen algunas de las más representativas y de mayor aplicación en el ámbito del saneamiento de suelos contaminados. Técnicas de tratamiento in situ In situ, se refiere al tratamiento de suelos contaminados sin excavarlos ni sacarlos de su lugar. Las principales técnicas son: a) Extracción de vapores del suelo y aspersión de aire. Se basa en la extracción de los contaminantes de un suelo en forma de vapor. Esta técnica está indicada para descontaminar suelos que contengan compuestos orgánicos volátiles en la zona no saturada o zona de aireación. El sistema consiste en extraer gases contaminantes de terreno por pozos conectados a bombas de vacío. Una vez en superficie, los gases extraídos son sometidos a un tratamiento apropiado. b) Enjuague del suelo in situ El fundamento de esta técnica es inyectar en el suelo contaminado una solución química para depurarlo. La solución de limpieza puede ser de distintos tipos: -
Agua con aditivos
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Agua sin aditivos como ácidos, bases o agentes tensioactivos.
La solución de enjuague se inyecta por bombeo en el terreno y atraviesa el suelo, arrastrando las sustancias contaminantes. Mediante una serie de pozos de extracción, el elutriado o solución de enjuague con los contaminantes, se lleva a la superficie para su tratamiento, y el agua tratada se puede volver a utilizar de nuevo. c) Barreras electrocinéticas Una corriente de baja intensidad se aplica a través de un par de electrodos que han sido implantados entre los límites de la masa de suelo contaminado. La corriente eléctrica produce electroósmosis y migración iónica entre los electrodos.
Los componentes que contiene la masa acuosa del suelo se mueven hacia los electrodos respectivos en función de su carga eléctrica. Una vez en los electrodos, los contaminantes pueden ser bombeados al exterior mediante un pozo de extracción, o bien pueden quedar depositados en el propio electrodo. d) Vitrificación Es una técnica que consiste en calentar eléctricamente un suelo contaminado, hasta conseguir su fusión. Una vez que se enfría, se forma una masa vítrea de gran resistencia mecánica que imposibilita la migración de lixiviados. Para realizar una vitrificación in situ, se necesita una serie de electrodos de corriente, que se hincan en el suelo hasta la cota que queremos descontaminar. e) Estabilización y solidificación Con este tratamiento, mediante un proceso de mezcla con aditivos se persigue modificar las características físicas de la masa contaminante, aumentando su resistencia y disminuyendo su permeabilidad. De esta manera se consigue disminuir o anular los fenómenos de lixiviación de esa masa contaminante. Los aditivos utilizados pueden ser cementos, silicatos, polímeros orgánicos, etcétera. f) Tratamientos biocorrectivos in situ Se basan en degradar sustancias contaminantes mediante la utilización de microorganismos como bacterias, levaduras y hongos. La biodegradación descompone los contaminantes orgánicos en productos de naturaleza inocua, como CO 2 y H2O. Las medidas biocorrectivas tienden a favorecer el crecimiento de microorganismos en unas condiciones adecuadas para que puedan degradar la mayor cantidad posible de contaminante, tanto en los suelos como en las aguas subterráneas. Los tratamientos biocorrectivos in situ son menos costosos que los ex situ pero tienen el inconveniente de su mayor duración, aparte de ser menos controlados.
Su objetivo principal es suministrar oxígeno y nutrientes a los microorganismos presentes en el suelo.
Técnicas de tratamiento ex situ Las técnicas ex situ necesitan menos tiempo, son más sencillas de controlar y se aplican a una gama más ampliada de contaminantes, pero se requiere excavación previa de suelo. a) Lavado del suelo Es un tratamiento de lavado que combina el empleo de agua con aditivos químicos y un sistema mecánico de decantación. Este tratamiento permite retirar las sustancias contaminantes del suelo y concentrarlas, reduciendo de esta forma su volumen. En el proceso, las partículas finas contaminadas, de tamaño limo y arcilla, se separan de las fracciones más gruesas, como son las arenas y gravas. Normalmente las partículas finas son las que contienen mayor carga contaminante, por lo que, una vez separadas, pueden ser sometidas a otros tratamientos complementarios. Los mejores candidatos para este sistema de tratamiento son los suelos contaminados por metales pesados, por plaguicidas y por combustibles, con fracción limo-arcillosa no superior al 10% de su volumen total. b) Desorción térmica En la desorción térmica se calienta la tierra contaminada a una temperatura que oscila entre 90 y 540 °C, para conseguir así que los contaminantes que posean un punto de ebullición bajo, pasen a fase de vapor. De esta forma se consigue separarlos para tratarlos adecuadamente. En la desorción térmica el calor no se utiliza para destruir, sino para separar físicamente los contaminantes. En este proceso, los dispositivos de desorción giratorios, de calentamiento directo o indirecto, producen la vaporización de los contaminantes, y una corriente de aire los lleva a un mecanismo de tratamiento de gases, como pueden ser filtros de carbón activo, condensadores o quemadores auxiliares.
Se puede aplicar a suelos contaminados por alquitranes, residuos de refinerías, desechos de tratamiento de maderas, esmaltes, plaguicidas, combustibles, bifenilos policlorados y solventes en general. c) Extracción Un solvente es un líquido que tiene la capacidad de disolver otra sustancia. La extracción de contaminantes con solventes no destruye aquellos, sino que los separa y los concentra, para que posteriormente puedan ser tratados con otra técnica. Este sistema es eficaz para tratar fangos residuales, tierras y sedimentos que contengan derivados del petróleo, bifenilos policlorados, productos halogenados y compuestos orgánicos volátiles. d) Deshalogenación química Consiste en retirar los halógenos de un contaminante para disminuir su peligrosidad. La deshalogenación química se aplica para tratar tierras contaminadas por compuestos aromáticos halogenados y dioxinas. Las sustancias contaminantes que contienen halógenos tiene procedencias muy diversas, entre las que cabe destacar: plaguicidas, productos textiles, transformadores eléctricos de alta tensión y tuberías de plástico. Existen dos tipos de deshalogenación química: Deshalogenación con glicolatos y Deshalogenación catalizada por bases. e) Medidas biocorrectivas En las técnicas biocorrectivas ex situ, se extraen por excavación los suelos contaminados para proceder a su tratamiento en superficie. Igualmente, las aguas subterráneas se pueden extraer por bombeo y pueden ser sometidas después a tratamientos biológicos. Las medidas biocorrectivas pueden ser: Medidas biocorrectivas en fase de lechada, medidas biocorrectivas en fase sólida y biopilas de tierra.
Conclusión
Bibliografia Seoánez, M. 1999. Contaminación del suelo: Estudios, tratamiento y gestión. España. Ediciones Mundi-Prensa.
