UNIDAD 2 QUÍMICA DE LA LITOSFERA
FERNANDO MANRIQUE PAREDES CÓDIGO: 13459383 HELMER CAICEDO CUERO CÓDIGO: 10388556 YOBANI ANAYA PILLIMUE CÓDIGO: 10754116 JUAN CARLOS HINESTROZA VÁSQUEZ CÓDIGO: 10386776
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA- UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA INGENIERÍA AMBIENTAL/ PROGRAMA DE QUÍMICA BOGOTÁ 2015
1
UNIDAD 2 QUÍMICA DE LA LITÓSFERA
Autores: FERNANDO MANRIQUE PAREDES CÓDIGO: 13459383 HELMER CAICEDO CUERO CÓDIGO: 10388556 YOBANI ANAYA PILLIMUE CÓDIGO: 10754116 JUAN CARLOS HINESTROZA VÁSQUEZ CÓDIGO: 10386776
Tutor: ORLANDO TORO RAMÍREZ, LICENCIADO
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA- UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA INGENIERÍA AMBIENTAL/ PROGRAMA DE QUÍMICA BOGOTÁ 2015
2
CONTENIDO
pág. INTRODUCCIÓN 4 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 5 2. OBJETIVOS 8 3.1 OBJETIVO GENERAL 8 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 8 4. FASE UNO: PLANIFICACIÓN 9 4.1 CUÁL ES LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL SUELO? 9 4.2 CUÁLES SON LOS PROBLEMAS ASOCIADOS A LA LITÓSFERA?. CUÁL ES EL ORIGEN DEL PROBLEMA?. QUÉ EFECTOS TIENEN EN EL AMBIENTE? 11 4.3 CUÁLES SON LAS PROPIEDADES DEL SUELO?. 1 4.4 CÓMO SE PUEDE PRESENTAR EL TRANSPORTE Y ACUMULACIÓN DE LOS CONTAMINANTES EN EL SUELO (DESCRIBIR)? 2 4.5 CUAL CONSIDERA QUE ES LA COMPOSICIÓN DEL SUELO Y POR QUÉ? 4 4.6 QUÉ COMPUESTOS ALTERAN LA CALIDAD DEL SUELO, DE DÓNDE PROVIENEN, QUÉ REACCIÓN GENERAN Y AQUÉ PROCESOS ESTAN ASOCIADOS?. 4 4.7 QUÉ PAPEL CUMPLEN LOS POROS DEL SUELO EN LA CONTAMINACIÓN Y EN SU CONTROL? 5 5. FASE DOS: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN 6 5.1 MATRIZ 6 6. FASE TRES: ANÁLISIS Y DISCUSIÓN 7 6.1 SEGÚN EL TIPO DE SUELO PRESENTADO EN EL PROBLEMA 7 7. FASE CUATRO: EVALUACIÓN 9 7.1 REMEDIACIÓN AMBIENTAL- SUELO 9 BIBLIOGRAFÍA 11
3
INTRODUCCIÓN
El siguiente trabajo nos lleva a conocer sobre un problema planteado sobre la vida real que llevaremos a cabo un análisis de caso propuesto, donde identificaremos los procesos químicos y naturales que allí ocurren. Este trabajo tiene como característica indagar sobre las acciones del medio ambiente a la vez reconocer los diferentes actores en este caso personas que intervienen en cada problemática en el soporte que es el suelo. El suelo, como resultado de la interacción de la atmósfera, litosfera, hidrosfera y biosfera, tiende en cada circunstancia a alcanzar un equilibrio natural, que sólo se ve modificado cuando uno de estos sistemas varía. Pero es la intervención del hombre, un componente singular de la biosfera, lo que de forma más violenta puede modificar un suelo y degradarlo. Por tanto la degradación de un suelo, o modificación que produce un deterioro, es consecuencia directa de la utilización en cualquiera de sus vertientes agrícola, forestal, ganadera, industrial, transporte entre otras.
4
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El municipio de Moquí, ubicado a 2.347 m.s.n.m, con temperatura anual promedio de 10°C, cuenta con una población cerca a los 650.000 habitantes. A 98 Km hacia el sur, se encuentra el páramo de Taitá, que registra una altura de 3092 m.s.n.m, el cual es la fuente principal de agua potable de la ciudad de Ardú (1’300.000 habitantes), ubicado a 54 Km hacia el sur del páramo.
En el Río Ran, cuyo cauce se encuentra al noreste del municipio de Moquí y desemboca en el río Tape cuyo nacimiento es en el Páramo; se encuentra la bocatoma de la Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) que abastece al municipio de Monquí y a su sector rural.
La actividad económica del municipio de Moquí, se basa en el cultivo de pradera del pasto Kikuyo (Penisetum Clandestium) con una producción de 1.2 Kg/m 2, el cual es utilizado para la alimentación del ganado normando tipo leche. El municipio cuenta con un inventario de 6000 cabezas de ganado con un promedio de producción de 10 L/animal_día, principal abastecedor de materia prima de una empresa lechera al oriente del país. En la zona rural del municipio cada familia (conformada por 4 integrantes en promedio), se dedica al cuidado de 100 animales. El cultivo de papa y fresa también se presenta como actividad económica, la cual presenta bajos índices de actividad económica, ya que la morfología del suelo no permite desarrollar otra actividad con grandes índices como lo es la ganadería tipo lechero.
El cultivo de truchas, la industria de transportes y explotación minera artesanal, también son actividades económicas importantes para el desarrollo económico. El municipio de Moquí presenta altos índices de transporte, ya que su comercio depende de los insumos provenientes de la ciudad de Ardú; el municipio de Moquí tiene seis empresas de transporte terrestre, cinco de transporte urbano y un aeropuerto con dos rutas diarias a la capital del país. El promedio de vehículos por familia (en promedio 4 habitantes) es de dos. El ingreso por Per-cápita es de 4.5 salarios mínimos legales vigentes, lo cual se relaciona a los altos niveles de producción de residuos sólidos (480 Ton/d). En el municipio se reportan 787mm de precipitación promedio en su zona rural y urbana.
La fuente hídrica de abastecimiento, presenta niveles de contaminación por suspensiones acuosas de arenas y arcillas provenientes de la meteorización de minerales; así como la contaminación generada por la solución de gases y iones en el agua, provenientes de las actividades antropogénicas y de procesos naturales, algunos de ellos son el CO 2, N2, O2, CH4, H2S, NH3, K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Cl-, SO43-, SO42-, HCO3-, NO3-, F-, PO43-, NO3-, NH4+, CH3COO-, H3O+, HSO3-.
En la PTAP después del proceso de cloración, el agua presenta un pH menor a seis, logrando oxidar el CN-, el Hierro (Fe) y el Manganeso (Mn), y remover el olor y la materia orgánica. En el tratamiento del agua, se emplean coagulantes con 5
rangos de pH de cinco a ocho. En el agua, los niveles de nitritos, nitratos y fluoruros son de 0.5, 12, y 1.1, respectivamente; y de 3.0 ppm de carbono orgánico para el agua que se dispone en la red de distribución de agua potable. Nota: cuando el pH es superior a seis, el cloro al reaccionar con el agua, genera dos ácido como subproductos de desinfección (cloro residual libre), los cuales pueden reaccionar con ácido nítrico, dando paso a la formación de cloraminas.
La explotación minera artesanal, emplea Mercurio (Hg) para la extracción de Oro (Au) formando una amalgama, la cual al ser sometida a temperaturas superiores de 357 °C (temperatura de ebullición del Hg), separa el Au del Hg el cual pasa a estado gaseoso. La industria minera pro ser artesanal, no tiene controles de emisiones ni de vertimientos, los cuales el 50% del caudal desemboca al Río Ran aguas abajo (2 Km) de la boca toma de la PTAP, y el otro 50% se envía a la Planta de Tratamiento de Agua Residual del Municipio (PTAR). También en el municipio de Moquí, se encuentra una Megaminería a cielo abierto, donde emplean sustancias ácidas y metales pesados que alteran la corteza terrestre y la calidad del aire, como Plomo (Pb), Arsénico (As), Mercurio (Hg), Cadmio (Cd) y Cromo hexavalente (Cr6+), presentando niveles superiores a los permisibles que garanticen la salud pública del municipio.
El municipio cuenta con una PTAR con sistema aerobio, cuya desembocadura se hace en el Río Ran a 9 Km aguas debajo de la bocatoma de la PTAP, y cuyos parámetros de salida son: pH de 8, DBO de 1400 mg/L, Sólidos Suspendidos con una remoción del 80%, grasas y aceites con una remoción del 48%.
Con el fin de mejorar los cultivos de pradera, de papa y fresa, los agricultores emplean sustancias químicas como fertilizantes, cuyo contenido incluye Fósforo (P) y Nitrógeno (N); y sus elevadas concentraciones, han generado altos niveles de eutrofización en las fuentes de agua donde se cultiva la truchas, las cuales han bajado considerablemente los niveles de producción, debido concentraciones mayores a 7 ppm de Oxígeno Disuelto (parámetro que impide la vida acuática de peces por el exceso de algas en la superficie de la fuente hídrica)
Los gases NOx, generados por las emisiones de fuentes móviles (vehículos) del municipio, reaccionan en la atmósfera formando el ozono troposférico. Gracias a los gases emitidos por las fuentes móviles y las fuentes fijas (NO x y SOx, respectivamente), se han presentado reportes de lluvia ácida con un valor de 4.3 en la escala de pH. Las concentraciones que se han determinado en los vehículos livianos, medianos y pesados que emplean gasolina es de aproximadamente 11 g/Kg de NOx; y de 1.6 ppm para SOx.
6
2. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL Desarrollar las cuatro fases de la estrategia de aprendizaje basada en problemas, asociando la situación problema planteada a la química de la litósfera.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3.2.1. Identificar la contaminación y las propiedades químicas del suelo y la situación problema, como respuesta a la primera fase de la estrategia. 3.2.2. Desarrollar la fase de diseño y construcción, relacionada al muestreo del suelo como respuesta a la evaluación de la contaminación. 3.2.3. Proponer y justificar tratamientos químicos que ayuden a minimizar el nivel de contaminación de la litósfera. 3.2.4. Evaluar como método de remediación y de control de la contaminación de la litósfera, posibles estrategias aplicables a corto, mediano y/o largo plazo.
7
4. FASE UNO: PLANIFICACIÓN
En la primera fase, el estudiante realiza la comprensión del problema ambiental, identificando las causas de la contaminación y las propiedades químicas de la litósfera, dando respuesta a los siguientes enunciados, tras la revisión de conceptos y temáticas involucradas en el problema (las respuestas deben estar asociadas al contenido del problema y no a lo reportado en la literatura):
4.1 CUÁL ES LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL SUELO?
Se puede dividir la composición química de los suelos en orgánicos e inorgánicos. Representan las partículas minerales el 50% del total, de las cuales dominan la arena, arcilla y caliza, y en menor medida óxidos e hidróxidos de hierro y sales; las de origen orgánico suponen el 5%; el 45% que resta lo ocupan aire y agua, los cuales aprovechan la porosidad de la arena (el componente más importante de los suelos) para penetrar en los suelos y permitir la interacción con los demás elementos.
La fase sólida es la responsable del comportamiento del suelo al ser la única permanente y dentro de ella se distinguen dos tipos de componentes o fracciones: la fracción mineral derivada del material rocoso y la fracción orgánica procedente de los restos de los seres vivos que se depositan en la superficie del suelo y de los que habitan en su interior. La fracción mineral del suelo deriva directamente del material original del mismo y está constituida por fragmentos de aquel unidos a sus productos de transformación, generados en el propio suelo. Ello hace que aparezcan partículas de diferentes tamaños, si bien solo aquellas que son inferiores a los 2 mm son las que se consideran como partículas edáficas. Este conjunto de componentes representa lo que podría denominarse el esqueleto mineral del suelo y entre estos, componentes sólidos, del suelo destacan:
• Silicatos, tanto residuales o no completamente meteorizados, (micas, feldespatos, y fundamentalmente cuarzo). • Como productos no plenamente formados, singularmente los minerales de arcilla, (caolinita, illita, etc.). • Óxidos e hidróxidos de Fe (hematites, limonita, goetita) y de Al (gibsita, bohemita), liberados por el mismo procedimiento que las arcillas. • Clastos y granos poliminerales como materiales residuales de la alteración mecánica y química incompleta de la roca originaria. • Otros diversos compuestos minerales cuya presencia o ausencia y abundancia condicionan el tipo de suelo y su evolución. • Carbonatos (calcita, dolomita). • Sulfatos (yeso). • Cloruros y nitratos. 8
En general los suelos se componen de silicatos con complejidades que varían desde la del sencillo óxido de silicio —cuarzo— hasta la de los silicatos de aluminio hidratados, muy complejos, encontrados en los suelos arcillosos. Los elementos del suelo más importantes para la nutrición de las plantas incluyen el fósforo, el azufre, el nitrógeno, el calcio, el hierro y el magnesio. Investigaciones recientes han mostrado que las plantas para crecer también necesitan cantidades pequeñas pero fundamentales de elementos como boro, cobre, manganeso y cinc.
Los suelos se forman mediante los cambios producidos por el efecto de la temperatura y humedad en las rocas (procesos de meteorización). Algunos minerales y la materia orgánica se descomponen hasta llegar a formar partículas extremadamente pequeñas. Las reacciones químicas que ocurren reducen el tamaño de estas partículas hasta que no se pueden ver a simple vista. Las partículas más pequeñas se llaman coloides.
4.2 CUÁLES SON LOS PROBLEMAS ASOCIADOS A LA LITÓSFERA?. CUÁL ES EL ORIGEN DEL PROBLEMA?. QUÉ EFECTOS TIENEN EN EL AMBIENTE? El municipio de Moquí presenta contaminación del componente suelo por: 1) Explotación minera artesanal y megaminería a cielo abierto donde emplean sustancias ácidas y metales pesados que alteran la corteza terrestre. 2) Uso de fertilizantes en los cultivos de papa y fresa. 3) Altos niveles de producción de residuos sólidos. 4) Ganadería extensiva. El municipio cuenta con un inventario de 6000 cabezas de ganado. 5) Lluvia ácida por emisión de gases por las fuentes móviles y fijas (NO x y SOx). 6) Alta precipitación. En el municipio se reportan 787mm de precipitación promedio en su zona rural y urbana. .
9
1
2
3
4
5
6
PROBLEMA ORIGEN EFECTOS AMBIENTALES Alteración de la corteza terrestre por el uso de Explotación minera artesanal y Megaminería a Acumulación de metales pesados en los sustancias ácidas y metales pesados. cielo abierto suelos Acumulación de agroquímicos en los suelos Uso de fertilizantes en los cultivos de papa y Alteración de la estructura del suelo y eutrofización. Efectos cancerígenos en la salud fresa humana Afectación en la flora y la fauna Deterioro de la calidad de los suelos Alteración del paisaje Altos niveles de producción de residuos sólidos Modificación de las propiedades del suelo Contaminación de aguas subterráneas de los habitantes de Moquí Afectación en la salud humana por malos olores y plagas Deforestación de los bosques, erosión y compactación de los suelos frágiles, Erosión acelerada, desertización, compactación y emisiones de gases nocivos para la endurecimiento, acidificación, salinización y/o atmósfera (efectos de invernadero y daño sodificación, disminución en el contenido de materia Actividad ganadera extensiva en la capa de ozono), polución de aguas, orgánica, pérdida de diversidad y caída de la eutroficación, cambios en la cobertura fertilidad del suelo. vegetal, disminución de la biodiversidad (plantas y animales) Movilización de elementos tóxicos incremento de la movilidad de metales Aumento en la acidez de los suelos y reducción de Lluvia ácida con un valor de 4.3 en la escala de pesados y variaciones en la composición nutrientes por contaminación de gases (NO x y SOx, pH, debido a emisiones por fuentes fijas y de la microflora y microfauna. respectivamente). fuentes móviles. Desprendimiento
y
arrastre
acelerado
de
las Altas precipitaciones en la zona del municipio de Erosión de los suelos
1
partículas del suelo, pérdida de suelos
Moquí
Movimientos en masa
2
4.3 CUÁLES SON LAS PROPIEDADES DEL SUELO?
Propiedades Físicas Los suelos presentan propiedades físicas que dependen de la naturaleza de sus componentes, de las cantidades relativas de cada uno de ellos y de la forma en que se interrelacionan entre sí.
El conocimiento de las propiedades físicas permite inferir, por lo menos de manera aproximada algunos aspectos químicos y biológicos de la fertilidad de los suelos. Entre las propiedades físicas del suelo están las siguientes:
- Textura. - Densidad real o de partículas. - Densidad aparente. - Estructura. - Porosidad. - Infiltración. - Temperatura. - Color.
Propiedades Mineralógicas Corresponden básicamente a la caracterización de las fracciones arena y arcillas de los suelos, desde el punto de vista de los minerales que contienen. El conocimiento del contenido y el tipo de arenas y de arcillas permite conocer su capacidad para retener el agua y los nutrientes, su facilidad de drenaje, la cantidad y clase de poros, como también su estado de evolución y de fertilidad. - Fracción arena. - Fracción arcilla. Propiedades Químicas La química del suelo encierra aspectos de la química de soluciones y de la química de fases sólidas. En especial, la zona de contacto entre las fases líquida y sólida es fundamental y tiene que ver con la química coloidal, en la cual las fuerzas superficiales son importantes.
Es así como, por lo general, los iones adsorbidos sobre la superficie de las partículas sólidas se encuentran en mayor cantidad que la presente en la solución del suelo y se establece un equilibrio químico dinámico entre ellos. Con base en este equilibrio se puede estudiar una importante propiedad química, la capacidad de intercambio catiónico.
1
4.4 CÓMO SE PUEDE PRESENTAR EL TRANSPORTE Y ACUMULACIÓN DE LOS CONTAMINANTES EN EL SUELO (DESCRIBIR)?
Acumulación de Metales Pesados Estos metales se pueden presentar de forma natural procedentes de la propia roca madre en la que se formó el suelo, de la actividad volcánica o del lixiviado de mineralizaciones; sin embargo para este caso, la contaminación es de origen antropogénico por el uso excesivo e incontrolado en actividades de explotación minera artesanal y Megaminería a cielo abierto, de la actividad agrícola con el uso de fertilizantes, pesticidas y otros insumos agrícolas, y de los residuos urbanos ya que aproximadamente el 10% de la basura está compuesta por metales, su enterramiento puede contaminar las aguas subterráneas, mientras que la incineración puede contaminar la atmósfera al liberar metales volátiles y como consecuencia contaminar los suelos.
Acumulación de Agroquímicos Fertilizantes: El uso excesivo de fertilizantes en las actividades agrícolas, genera la acumulación de elementos que alteran la estructura del suelo. Existen fertilizantes simples que presentan el N, P y K por separado o compuestos que son una mezcla de estos elementos, macronutrientes básicos para las plantas.
Fertilizantes nitrogenados: la acumulación de nitratos en el suelo facilita la presencia de estos en las aguas subterráneas y superficiales por consecuencia de la lixiviación y el arrastre.
Las repercusiones en la salud, están relacionadas con la transformación de los nitratos en nitritos, al entrar en contacto con las bacterias existente en el estómago, posteriormente convirtiéndose en nitrosaminas compuestos cancerígenos que afectan el estómago y el hígado.
El tipo de suelo y el régimen de pluviosidad influyen en la cantidad de nitratos que alcanzan las aguas subterráneas. Los suelos con capacidad de intercambio catiónico alta, esto es, partículas coloidales minerales u orgánicas con cargas negativas, repelen los aniones y, por tanto, lixiviarán los nitratos.
Respecto a los aspectos ecológicos, el mayor peligro es la eutrofización que significa enriquecimiento con elementos nutrientes, lo cual puede causar el crecimiento rápido de las plantas acuáticas.
Fertilizantes fosfatados: su peligro se relaciona con el fenómeno de eutrofización. Sin embargo, la amenaza es menor que en el caso del nitrógeno, si se tiene en cuenta la baja solubilidad de los fosfatos y, por tanto, su inmovilidad en el suelo. En general, los fosfatos se adsorben o precipitan, mientras que una 2
fracción pequeña se puede mover con el agua de lavado, en concentraciones alrededor de 1 x 10-5 M.
Residuos sólidos: Los lixiviados se forman por la descomposición de las basuras y pueden definirse como líquidos que al percolarse por las capas del suelo u otro material sólido permeable, van disolviéndolo en su totalidad o a algunos de sus componentes. Los lixiviados pueden presentar un movimiento horizontal, o sea que se desplazarán a lo largo del terreno, contaminando y dañando así el suelo y vegetación tanto del terreno como de zonas aledañas.
También puede ocurrir un movimiento vertical, que penetre el subsuelo y en muchas ocasiones alcance los mantos freáticos y acuíferos, lo que causa gigantescos problemas de contaminación del agua subterránea, principal fuente de abastecimiento de agua potable en muchas ciudades.
Los lixiviados arrojan como resultado un pH de 9 y la presencia de una gran cantidad de sales, lo que se refleja en una alta conductividad, en ausencia de oxígeno y en alto contenido de metales pesados, como el cadmio, cromo, cobre, fierro, plomo y zinc cuyas concentraciones rebasan los límites de toxicidad.
4.5 CUÁL CONSIDERA QUE ES LA COMPOSICIÓN DEL SUELO Y POR QUÉ?
4.6 QUÉ COMPUESTOS ALTERAN LA CALIDAD DEL SUELO, DE DÓNDE PROVIENEN, QUÉ REACCIÓN GENERAN, Y A QUÉ PROCESOS ESTÁN ASOCIADOS?
3
COMPUESTOS QUE ALTERAN LA CALIDAD DEL SUELO
DE DÓNDE PROVIENEN
PROCESOS ASOCIADOS
REACCIONES
4.7
QUÉ PAPEL CUMPLEN LOS POROS CONTAMINACIÓN Y EN SU CONTROL?
DEL
SUELO
EN
LA
4.8
QUÉ PAPEL CUMPLEN LOS POROS CONTAMINACIÓN Y EN SU CONTROL?
DEL
SUELO
EN
LA
5. FASE DOS: DISEÑO YCONSTRUCCIÓN
Relaciona la toma de muestras con la identificación del grado de contaminación en la litósfera; respondiendo a un plan de monitoreo y toma de muestras de suelo, presentadas en el problema ambiental, como método de evaluación de la contaminación.
5.1 MATRIZ
4
En una matriz, clasifique el tipo de suelo con: tipo de muestreo, número de muestras, periodicidad del muestreo, tipo de análisis, condiciones ambientales para realizar el muestreo, equipos y materiales, tipo de conservación de muestra, la técnica analítica, la importancia de realizar cada muestreo, la correlación con otros parámetros, los niveles permisibles según la normatividad Colombiana y los parámetros que se asocian a la movilidad de los contaminantes. .
5
6. FASE TRES: ANÁLISIS Y DISCUSIÓN
Identificado el orden de la contaminación y el proceso o método para determinarlo (fase dos), se generan propuesta de solución enfocadas al tratamiento químico de la litósfera, donde se dará respuesta a.
6.1 SEGÚN EL TIPO DE SUELO PRESENTADO EN EL PROBLEMA Según el tipo de la contaminación del suelo, describa el tipo de tratamiento y naturaleza del proceso que emplearía para el suelo estudiado? Relacione la técnica con el tipo de contaminante a tratar y el tiempo que dura el tratamiento. Cuáles reacciones se presentan durante y después de aplicar el tratamiento químico? Quedan productos (describir su formación)? Cuál es su relación con el control de la contaminación y el cumplimiento de normas nacionales.
Teniendo en cuenta que los métodos de remediación del suelo deben adecuarse a cada zona y que de acuerdo a los diversos contaminantes, estos deben ser seleccionados, se planteó como posible solución los métodos de estimulación y enjuague. Como ya se ha nombrado, estos métodos se consideraron sustentados en que generan un menor impacto ambiental por ser in situ, lo que implica menor intervención y alteración del ecosistema, aunque tengan como desventaja el tiempo de actuación, que comparado con los métodos ex situ es más largo. Se planteó como principal solución a la presencia de metales pesados, el uso de la técnica de enjuague, por actuar no solo de forma superficial sino profunda en el sitio de interés, actuando de forma tal que al aumentar la solubilidad de los contaminantes produce una mayor movilidad de los mismos, facilitando su bombeo al exterior, y es de mediana demora en su actuación. Por último, con el fin de dar solución a los demás contaminantes se propone la Estimulación proceso de Biorremediación, por medio del cual se da la transformación biológica de compuestos orgánicos y pesticidas, haciendo uso de soluciones acusas que estimulan la actividad de microorganismos naturales hasta degradar los compuestos causantes de dichos problemas. Ofreciendo así, una actividad más amigable con el ambiente y efectiva. Estas técnicas resultan ser apropiadas para los problemas ya planteados, su uso podría ser al tiempo en diferentes sitios, según la presencia de contaminante; la Técnica de Estimulación se podría usar para enfrentar los problemas por pesticidas y basuras para que los microorganismos tengan el tiempo de actuar; para los contaminantes de la rivera del rio se podría utilizar la Técnica de Enjuague, puesto que se necesita que sea de manera rápida.
Tratamientos del Suelo 6
Las tecnologías de recuperación de suelos contaminados están diseñadas para aislar o destruir las sustancias contaminantes alterando su estructura química mediante procesos generalmente químicos, térmicos o biológicos.
Determinación de los métodos a usar: Una vez establecidos los tipos de contaminantes se identificó los métodos más apropiados para la recuperación del suelo en la región de Moquí. Se establecieron los siguientes tratamientos in situ teniendo en cuenta que aunque requieren de mayor tiempo para su realización en forma completa, resultan ser menos costosos y generan un impacto ambiental relativamente bajo.
Tratamiento por Transformación a través de técnicas de Biorremediación: Son técnicas de transformación biológica tienen como finalidad coadyuvar en los procesos de biodegradación aeróbica o anaeróbica que se presenta como un fenómeno natural en los suelos. El principio de estas técnicas se basa en la actividad de diversos microorganismos, los cuales metabolizan los compuestos orgánicos presentes en el suelo, es decir, degradan estos compuestos.
Técnica de Estimulación: tratamiento de compuestos orgánicos y pesticidas in situ, con un tiempo de duración largo. Esta técnica implica la circulación de soluciones acuosas (con nutriente y/u oxigeno) a través del suelo contaminando, para estimular la actividad de los microorganismos naturales y mejorar así la biodegradación de contaminantes orgánicos hasta su conversión a productos inocuos, o bien, la inmovilización de contaminantes inorgánicos de agua con nutriente y saturada con O2 disuelto.
Tratamiento por Transferencia o extracción: El proceso tiene como finalidad sacar el contaminante del suelo, mediante transferencia a un medio líquido o un medio gaseoso, para realizar su tratamiento en el exterior.
Técnica de Enjuague: Es un procedimiento in situ, que se basa en la inyección de una disolución de enjuague que facilita la movilización de los contaminantes, por bombeo se llevan a la superficie mediante pozos de extracción, la solución extraída se trata en superficie y el efluente limpio proveniente de este tratamiento se puede reciclar como nueva disolución de enjuague. Las soluciones más utilizadas son las siguientes: Soluciones acuosas ácidas (ácido nítrico y ácido clorhídrico, usualmente) para metales pesados y algunos contaminantes de naturaleza orgánica. Soluciones acuosas básicas (hidróxido de sodio, principalmente) para metales pesados y compuestos fenólicos. Soluciones que contienen sustancias tensioactivas para compuestos de naturaleza aceitosa. 7
Soluciones que contienen disolventes orgánicos para contaminantes de naturaleza orgánica. Solamente H2O para contaminantes muy solubles en este compuesto.
FASE CUATRO: EVALUACIÓN
Finalmente, se generan procesos de remediación como posibles mecanismos de control de la contaminación, generando estrategias químicas que conduzcan a buscar a corto, mediano o largo plazo la solución del problema, respondiendo a:
7.1 REMEDIACIÓN AMBIENTAL- SUELO
Qué método de remediación se adapta al problema del suelo estudiado? Cuáles son sus ventajas frente a otros métodos de solución? Qué reacciones químicas se presentan después de aplicar la remediación?
Las técnicas planteadas para dar solución a la problemática por contaminación del suelo, son métodos que brindan remediación in situ, a través de la aplicación de soluciones acuosas; estos métodos proporcionan la eliminación de contaminantes de los cuales algunos no representan mayor afectación para las plantas, pero resultan ser tóxicos para el hombre y para los animales que los ingieren, al sobre pasar niveles permisibles. Contaminantes derivados de la explotación minera, de los insumos agrícolas, de la inadecuada disposición de desechos urbanos e industriales, la lluvia ácida, de la deposición de elementos y de sustancias atmosféricas generadas por la industria y los motores de combustión interna. Entre estos contaminantes el cadmio, el cual se encuentra naturalmente asociado a minerales de zinc y de fósforo, a manera de impureza, es así que, los fertilizantes basados en estos elementos pueden contener cadmio, el cual se convierte en contaminante y se acumula, pasando a los seres vivos a través de la cadena alimenticia. Al igual que el cadmio el cromo es un contaminante altamente toxico esto dependiendo de su valencia, ya que se encuentra naturalmente en rocas, suelo, animales y plantas, en concentraciones variables; presenta valencia tres (III) y seis (VI), el cromo trivalente es esencial para los seres humanos, en los que promueve la acción de la insulina, mientras que los derivados del cromo hexavalentes (cromatos y dicromatos), suelen ser de origen antropogénico y en altas concentraciones es toxico para plantas, ocasionando disminución en la incorporación de calcio, de potasio, de fósforo, de hierro y de manganeso, además, de afecciones en el metabolismo de los carbohidratos y disminución de la clorofila. Por lo tanto, el aplicar este tipo de técnicas es de gran importancia, pues elimina contaminantes de se infiltran en la cadena trófica, llegando a afectar no tan solo el ecosistema, sino al ser humano. 8
BIBLIOGRAFÍA
Valencia I., C., Química de suelos. Obtenido de http://www.agricolaunam.org.mx/edafologia/PAPIME%20APUNTES%20QUIMICA %20DE%20SUELOS/Quimica%2008.pdf Galán H., E. & Romero B., A. (Noviembre, 2008). Contaminación de suelos por metales pesados. Revista de la Sociedad Española de Mineralogía. 10, 48-50. Extraído el 07 de abril, 2015 de http://www.ehu.es/sem/macla_pdf/macla10/Macla10_48.pdf Lenoir, C.; Tornari, G. & Campos, L.M. (2004). Contaminación y Tratamiento del Suelo. Buenos Aires, Argentina. Extraído 07 de abril, 2015 de http://www.reduas.fcm.unc.edu.ar/los-efectos-del-glifosato-roundup-en-sueloscultivos-y-consumidores-nuevas-enfermedades-en-maiz-soja-gn-y-animalesalimentados-con-ellas/ Lluvia ácida. (2014). Secretaria de Medio Ambiente y recursos naturales. México: INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO. Extraído el 07 de abril, 2015 de http://www.inecc.gob.mx/calaire-informacion-basica/554-calairelluvia-acida Ortiz Bernad, I; Sanz García, J; Dorado Valiño, M. & Villar Fernández, S. (2007). Técnicas de recuperación de suelos contaminados. Madrid: Universidad de Alcalá Dirección General de Universidades e Investigación. Extraído el 07 de abril, 2015 de http://www.madrimasd.org/informacionidi/biblioteca/publicacion/doc/vt/vt6_tecnicas _recuperacion_suelos_contaminados.pdf Reddy, K. R., Admas, J. F., and Richardson, C. 1999. Potential technologies for remediation of Brownfield. Practice Periodical of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste Management, 3 (2): 61-68 Triana, M. (2010). Capítulo 4 p. 186-236. Contaminación y propiedades químicas del suelo. Módulo Química Ambiental. Bogotá Colombia. (Disponible en) Datateca Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Volke Sepulveda, T. L. (s.f). Biorremediación de suelos contaminados. Mexico: Cebtro Nacional de investigación y capacitación ambiental. Extraído el 07 de abril, 2015 de http://www.smbb.com.mx/revista/Revista_2002_1/biorremediacion.pdf. Ecología hoy (10 de octubre, 2011). El cromo como toxico ambiental. Noticias de ecología y medio ambiente. Extraído el 07 de abril, 2015 de http://www.ecologiahoy.com/el-cromo-como-toxico-ambiental
9
