Lixiviado

CONTRIBUCION AL ESTUDIO DE LOS LIXIVIADOS GENERADOS EN EL RELLENO SANITARIO Pilar RODRÍGUEZ V.1, J. A. TICANTE ROLDAN 2, Rogelio VÁZQUEZ RAMÍREZ 2, Andrés MUÑOZ GARCÍA3. 1

Facultad de Ingeniería Química, Colegio de Ingeniería Ambiental, BUAP. [email protected]. [email protected]. 2Departamento de Investigación en Ciencias Agrícolas, ICBUAP, 14 sur 6301, Puebla, Pue. E-mail: [email protected]. [email protected]. 3Centro de Investigaciones Microbiológicas, ICBUAP,[email protected] ICBUAP,[email protected].. Palabras clave: Lixiviado, Sustancias Húmicas, Relleno Sanitario. RESUMEN

Los lixiviados generados en los rellenos sanitarios, de manera general van a dar a una laguna de oxidación en donde en ocasiones reciben un tratamiento sanitario. Sin embargo actualmente se estudian alternativas viables para el mejor tratamiento de los mismos en base al conocimiento de sus características físicas, químicas y microbiológicas, de modo que se asegure un manejo adecuado de los mismos, ya que por su composición se les considera residuos peligrosos. La Caracterización de los lixiviados que se generan en el Relleno Sanitario del municipio de Puebla, resulta de gran importancia en función del conocimiento de sus propiedades y contribuir al estudio de los mismos, para futuros procesos de tratamiento Se muestreo el lixiviado en el relleno sanitario, sanitario, una vez trasladado al laboratorio se deseco la muestra a 70°C – 80°C, durante 48 hrs en estufa, el residual obtenido se pulverizó hasta obtener una muestra muestra fina y homogénea. Se le determinó al residual del lixiviado, % de materia orgánica, % de carbono del extracto húmico total, % de nitrógeno Total, pH, conductividad eléctrica y capacidad de intercambio catiónico total. En el lixiviado del relleno sanitario se presenta una gran cantidad de materia orgánica en donde la mayor proporción se encuentra como fracciones de ácidos húmicos y fúlvicos, dando características importantes a los mismos en posteriores investigaciones de sustancias húmicas. Es necesaria la transformación de los residuos a formas no peligrosas. La materia orgánica deberá ser composteada para su reintegración al ecosistema. INTRODUCCIÓN En un Relleno sanitario la composición de los residuos sólidos varía en función de distintos factores, entre los que destacan los hábitos de vida de la población, los factores ambientales y su ubicación geográfica.

Por sus propiedades físicas, los residuos sólidos municipales se pueden clasificar en tres grupos: • • •

Materiales inertes: vidrio, plástico, tierras, cenizas y metales. Materiales fermentables: materia orgánica. Materiales combustibles: papel, cartón, plásticos, madera, goma, cuero y trapos.

Los compuestos provenientes de los residuos sólidos que entran en contacto con los suelos pueden ser relativamente inertes e inofensivos, pero existe un gran número de ellos que pueden causar serios daños a los seres vivos presentes en el suelo, aún en pequeñas concentraciones. Algunos de los efectos no deseables de la inadecuada disposición de los residuos sólidos en el suelo incluye: •

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Los organismos vivos presentes en el suelo pueden ser inhibidos o eliminados, rompiendo el equilibrio bioquímico del suelo. Los compuestos químicos pueden ser transportados del suelo al aire o a los cuerpos de agua y de esta manera entrar en contacto, en un área muy amplia, con un gran número de organismos produciendo efectos adversos a la salud humana y a los ecosistemas.

FORMACIÓN DE LIXIVIADOS Por lo general, cuando el agua entra en contacto con los residuos sólidos depositados en un relleno sanitario se produce una solución que se denomina lixiviado, rica en elementos contaminantes que al desplazarse verticalmente llegan al subsuelo. Se pueden formar de cuatro formas distintas: • •

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A partir de agua de lluvia que cae directamente sobre los residuos sólidos. Agua que se mueve horizontal al suelo y que llega directamente al relleno sanitario. Contacto directo de las aguas subterráneas con los residuos por la elevación del nivel piezométrico. Aporte o derrame de líquidos en el relleno sanitario.

La composición de un lixiviado producido en un relleno sanitario puede ser muy compleja, aunque existen características químicas más o menos comunes en este tipo de instalaciones: • • •

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Gran cantidad de hidrocarburos solubles Gran cantidad de nitrógeno orgánico y amoniacal. Presencia de metales pesados como: cadmio (Cd), niquel (Ni), zinc (Zn), plomo (Pb). Demanda química de oxígeno (DQO) que llega incluso a valores de mg. de oxígeno por litro (O2 /l). Salinidad muy elevada.

A continuación se mencionan algunas directrices importantes a considerar para el emplazamiento de un relleno sanitario. •

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Control de las aguas de lluvia que penetran en el Sitio de Disposición Final (SDF). Evitar que los cuerpos de agua (subterráneos y superficiales), entren en contacto con los residuos existentes. Interceptar y canalizar el agua y los lixiviados. Las aguas contaminadas deberán ser sometidas a un proceso de tratamiento antes de su descarga final. Contar con normatividad referente a la permeabilidad de los lixiviados en suelos, en función del tipo de residuos (peligrosos, no peligrosos e inertes) de los que se trate. OBJETIVO

El objetivo del presente trabajo pretende contribuir al estudio de los lixiviados que se generan en el Relleno Sanitario del Municipio de Puebla, caracterizando, algunas propiedades físicas y químicas y de manera específica, conocer el % de carbono presente en las fracciones húmicas presentes. MATERIALES Y MÉTODOS Se muestreo el lixiviado en el relleno sanitario, en el laboratorio se deseco la muestra a 70°C – 80°C, durante 48 hrs en estufa, el residual obtenido se pulverizó hasta obtener una muestra fina y homogénea. Se le determinó al residual del lixiviado: % de materia orgánica, % de carbono del extracto húmico total, % de nitrógeno Total, pH, conductividad eléctrica y capacidad de intercambio catiónico total. -Para la determinación del % de carbono del extracto húmico total se utilizó dicromato de potasio (Cr2O7K2) y ácido sulfúrico (H 2SO4) concentrado. Se dejó reposar 30 minutos (es el tiempo de oxidación), se añadió agua destilada y ácido fosfórico (H3PO4) al 85%. Valorándose con sulfato ferroso. Es importante conocer que los ácidos húmicos se clasifican en tres grupos: ácidos fúlvicos, ácidos húmicos y huminas de acuerdo a su solubilidad en diferentes solventes como agua, bromuro de acetilo, alcohol etílico y el hidróxido de sodio en solución. Los ácidos fúlvicos representan la fracción de humus extraíble por álcali, que no precipita por ácidos y que tiene color amarillento rojo. Generalmente son compuestos fenólicos de peso molecular bajo. Los ácidos húmicos se extraen con hidróxido de sodio y que puede precipitar por ácidos como el ácido clorhídrico ó sulfúrico. Generalmente son polímeros de alto peso molecular que forman coloides esferoidales, su capacidad de intercambio

catiónico se debe a la presencia de la función ácido orgánico (-COOH) y de la función hidroxilo (-OH). La determinación del carbono orgánico se basa en la cuantificación del carbono por combustión seca, en la que se determina la cantidad de dióxido de carbono desprendido o por combustión húmeda que se basa en la reducción del dicromato de sodio o de potasio y luego se determina por titulación la cantidad de dicromato no reducida. Generalmente la materia orgánica del suelo contiene en promedio el 58 % de carbono. El % de Nitrógeno Total se determinó mediante el método de Semi micro Kjendhal utilizando la mezcla de catalizadores y ácido sulfúrico llevando a digestión por 3 horas. Posteriormente se llevó a destilación colocándose en matraces y agregando gotas de indicador mixto, enjuagando con agua destilada y agregando hidróxido de sodio. Se tituló con ácido Bórico. Para determinar conductividad eléctrica se peso la muestra y agregó agua destilada hervida, se llevó a agitación y filtró. Posteriormente se tomó una porción del extracto acuoso para leerse en el conductímetro. La conductividad eléctrica es la medida de las sales solubles del suelo, expresada como mmhos/cm (dS/m). La salinidad afecta al desarrollo del cultivo, directamente, debido a que incrementa la presión osmótica (disminuyendo la absorción de agua) e indirectamente por el efecto tóxico de algunos elementos (especialmente sodio, cloro y boro). Para la determinación de pH a la muestra se agregó agua destilada y agitó durante 30 minutos en un agitador mecánico. Posteriormente se utilizó el potenciómetro para leer el pH. El pH tiene importancia en la disponibilidad y absorción de nutrientes de la solución suelo por parte de la planta, se considera que el rango óptimo en general para todos los cultivos está entre 6.0 y 7.0. Así mismo, el pH juega un papel importante en la capacidad de intercambio catiónico del suelo y en la tasa de descomposición de materia orgánica. Para la determinación de la capacidad de intercambio catiónico total a la muestra se agregó cloruro de calcio agitando, centrifugando y decantando, después agregando alcohol etílico, centrifugando y decantando y por último agregando cloruro de sodio, se centrifugo y se titulo por el método del versenato. La Capacidad de Intercambio Catiónico está en función de la cantidad de coloide orgánico (materia orgánica) y de coloide mineral (contenido de arcilla) presentes en el suelo.

Tabla I NIVEL

MUY ALTO

ALTO

MEDIA

BAJA

MUY BAJA

Rango de CIC meq/100 gr.

Mayor a 20

15-20

10-15

5-10

Menor a 5

RESULTADOS Para obtener los resultados de la determinación de las fracciones húmicas del residual del relleno sanitario, se utilizó la siguiente fórmula: FORMULA %C extracto húmico total = % C ácidos húmicos + % C ácidos fúlvicos Tabla II. % DE CARBONO DE LAS FRACCIONES HUMICAS MUESTRA A 50ML (% carbono RESULTADOS % extracto húmico total) 1 0.0585 1 0.0614 Suma promedio de las muestras 1 = 0.06142 2 0.0565 2 0.0604 Suma promedio de las muestras 2 =0.05845 MUESTRA A 25ML (ácidos Húmicos) 1 0.052 1 0.052 Suma promedio de las muestras 1 =0.052 2 0.0565 2 0.0546 Suma promedio de las muestras 2 =0.0553 Ácidos Fúlvicos = % Carbono Total - ácidos Húmicos MUESTRA RESULTADOS % 1 0.0065 1 0.0094 Suma promedio de las muestras 1 = 0.00795 2 0 2 0.0058 Suma promedio de las muestras 2 =0.0058

TABLA III. % NITRÓGENO TOTAL MUESTRA 1 1 RESULTADOS 0.308 0.252 Suma promedio 0.28%

2 2 0.364 0.336 Suma promedio 0.35%

TABLA IV. CAPACIDAD DE NTERCAMBIO CATIÓNICO TOTAL MUESTRA 1 2 RESULTADOS 155.6meq/gr. 149.4meq/gr. de suelo de suelo TABLA V. PH Muestra 1 Muestra 2

6.1 6.5

Tabla vi. CONDUCTIVIDAD ELECTRICA Muestra 1 61.56 microhoms/cm Muestra 2 65.15 microhoms/cm CONCLUSIONES Y/O RECOMENDACIONES Se viene realizando una caracterización preliminar física y química de los lixiviados generados en el relleno sanitario del Chiltepeque en el municipio de Puebla, con el fin de conocer sus propiedades para en base a esto dar un manejo mas adecuado al que se les da actualmente, y evitar riesgos de contaminación de aire, agua y suelo. De esta manera la determinación de algunas de las propiedades física y químicas en los residuales de los lixiviados se realizaron de acuerdo a las normas técnicas mexicanas para caracterización de residuos sólidos Una de las principales variables determinadas fueron las fracciones húmicas presentes ya que estas puede actuar como vehículo de la persistencia de metales pesados o compuestos traza como contaminantes presentes en los lixiviados y lodos residuales para efectuar una caracterización de la misma esperando encontrarla como fracciones de ácidos húmidos y fúlvicos. En el lixiviado del relleno sanitario se presenta una gran cantidad de materia orgánica en donde la mayor proporción se encuentra como fracciones de ácidos húmicos y fúlvicos. Deben optimizarse los procesos, y minimizarse los volúmenes generados de residuos, el reciclado, el reuso de los residuos y el intercambio de desechos entre

fábricas. Es necesaria la transformación de los residuos a formas no peligrosas. La materia orgánica deberá ser composteada para su reintegración al ecosistema y además se deberán de tomar precauciones para la construcción de Rellenos Sanitarios, tales como la impermeabilización del suelo, y la captación del biogás y de los lixiviados. Es indudable que el mantenimiento de un ambiente que permita proporcionar a la población una calidad de vida digna y saludable tiene un costo elevado, pero el gasto que esto conlleva, siempre será menor que el costo de poner en peligro el medio y la salud de la población. En el caso específico del suelo en un Sitio de Disposición Final, es necesario definir el uso posterior que se le dará a éste. En muchos casos, los SDF clausurados son utilizados para la construcción de parques y áreas recreativas, por lo que deberá llevarse a cabo un estudio del mismo para determinar la capacidad del suelo de ser revegetado, para lo cual deberán realizarse, en función de las normas y/o disposiciones legales existentes, estudios para determinar la viabilidad del proyecto y en su caso su restauración, buscando evitar riesgos a la población y garantizar el éxito del programa. De igual forma, deberán llevarse a cabo los estudios y/o restauraciones necesarias en caso de que se le busque dar algún otro uso a un SDF. AGRADECIMIENTOS Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado de la BUAP. CONACYT, Organismo Operador del Sistema de Limpia del Municipio de Puebla. REFERENCIAS Castillo, Héctor Berthier, Eugenia m. Gutiérrez, rocío López de Juambelz, ciencias 20, "la sociedad de la basura", "los residuos sólidos peligrosos: ¿un riesgo sin solución?", el impacto de los desechos sólidos sobre el medio", edición de octubre en 1990.pp. 25-41. www.semarnat.com.mx. Factors affecting soil organic matter turnover in mediterranean ecosystems from sierra de gador (spain): an analytical aproach. Commun soil sci. Plant anal., 25(11&12), 1929-1945 (1994) C. Oyonarte dpto. De edafología y química agrícola (euita), campus universitario Almeria e-04120 Almeria, Spain. Perez Pujalte estación experimental del zaidin (csic), profesor albareda 1, e18008 granada, Spain. G. Almendros centro de ciencias m3edioambientales (csic), serrano 115 Dpdo, e28006 Madrid, Spain. Evaluation of parameters related to chemical and agrobiological qualities of wheatstraw compost including different additives Bioresource technology 51 (1995) 125-134

M. J. Blanco instituto de energías renovables, division de biomasa (ciemat), avenida complutense 22, 28040, madrid spain. Gonzalo Almendros Centro de ciencias medio ambientales (csic), serrano 115 dpdo., e-28006 madrid, spain. Sorptive interactions of pesticides in soils treated with modified humic acids G. Almendros gonzalo almendros centro de ciencias medio ambientales (csic), serrano 115 dpdo., e-28006 madrid, spain. European journal of soil science, june 1995, 46, 287-301 Molecular alteration of organic fractions from urban waste in the course of composting and their further transformation in amended soil F.j. gonzalez-vila, g. Almendros, f. Madrid Instituo de recursos naturales y agrobiologia, csic, p.o. box. 1052, 41080 sevilla, spain. Centro de investigaciones biológicas (csic) velásquez 144, e- 28006, madrid, spain. The science of the total environment 236 (1999) 215-229 Chemical transformation, phytotoxicity and nutrient availability in progressive comkposting stages of wheat straw M.j. blanco and g. Almendros Instituto de energías renovables, division de biomasa (ciemat), avenida complutense 22, e- 28040 Madrid, Spain Centro de ciencias medio ambientales csic, serrano 115 dpdo., e-28006 madrid, spain Plant and soil 196, 15-25, 1997 Www.ingenieroambiental.com.ar/la_basura.htm www.cosmocel.com.mx.