Presentado por:
Leydi Juliana Morales cod. 1056802916
Unidad 3: Fase 4 - Suelo GRUPO: 358151_122
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD
Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Ingeniería Ambiental
Noviembre 2018
“A COMPARISON OF TECHNOLOGIES FOR REMEDIATION OF HEAVY METAL CONTAMINATED SOILS” “UNA COMPARACIÓN DE TECNOLOGÍAS PARA LA REMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS CON METALES PESADOS” OBJETIVO
Comparación de las tecnologías utilizadas para la remediación de suelos contaminados con metales pesados de manera óptima, eficiente y sustentable y definición de las diferentes opciones disponibles en las etapas de remediación de suelos. Causas de la contaminación
Los metales pesados se forman naturalmente en la corteza terrestre, existen diversas razones por las que los se liberan en el suelo en su mayoría son diversas actividades humanas, que han dado lugar a alto contenido de metales pesado ya catalogados como tóxicos. Los más metales pesados más comunes son: Pb, Cr, As, Zn, Cd, Cu y Hg.. Fuentes Naturales Los metales pesados se encuentran naturalmente en los suelos resultantes de meteorización de la roca de fondo subyacente. Estos generalmente se extraen de minerales siguiendo los procesos metalúrgicos para la recuperación y concentración de estos elementos que generalmente se presentan en el medio ambiente como óxidos y sulfuros. Fuentes Antropogenicas
Generalmente, los metales pesados son liberados en el medio ambiente durante las actividades de procesamiento metalúrgico y minería, estos se presentan en compuestos inorgánicos como organicos y de manera elemental, inclusive en algunos casos hasta los metales emitidos por estos procesos. Las industrias más comunes que contribuyen a la contaminación son las siguientes: refinación y extracción de minerales, pesticidas, baterías, industrias del papel, curtiembres, industrias de fertilizantes, eliminación de desechos sólidos, incluidos lodos de depuradora, aguas residuales y sistemas de escape de vehículos. Este grupo de empresas se pueden clasificar de la siguiente manera: 1. Agricultura (Zn, As, Pb, Cd, Cu, selenio (Se) y uranio (U)) 2. Minería y fundición metalífera (Cd, Pb, As y Hg) 3. Industria (Cd, Hg, As, Cr, Cu, Co, Ni y Zn) 4. Eliminación de desechos (As, Pb, Cu, Cd, Cr, Zn y Hg) 5. Deposición atmosférica (As, Pb, Cr, Hg, Cu, Cd y U) Remediación de suelos contaminados por metales pesados
Una vez que los metales se introducen y contaminan el medio ambiente, estos pueden persistir durante mucho tiempo en él, su prolongación dependera del tipo de metal y suelo.
Los procesos de remediación utilizados para la limpieza de metales pesados s contaminados se pueden clasificar según la técnica aplicada ya sea química, física o biológica, también puede ser in situ o ex situ entre otros que serán mencionados a continuación: 1) Remediación física -a) Reemplazo de suelo
El reemplazo de suelo contaminado se refiere al reemplazo o sustitución de suelo contaminado por suelo no contaminado. Antes de 1984, las excavaciones, la disposición fuera de sitio y el reemplazo de suelo fueron los métodos más comunes para la limpieza de sitios contaminados. El reemplazo del suelo también puede ser llevado a cabo por (i) esparcimiento de suelo y (ii) nueva importación de suelo. En el suelo excavación, el sitio contaminado se cava profundamente y el metal pesado se extienden a los sitios profundos, logrando así el objetivo de diluir el metal. La importación de tierra nueva se refiere a agregar tierra limpia a la pesada. -b) Aislamiento del suelo El aislamiento del suelo significa separar el metal pesado contaminado suelo del suelo no contaminado, pero para una remediación completa todavía necesita otras medidas de ingeniería auxiliar (Zheng y Wang, 2002). Las tecnologías de aislamiento generalmente están diseñadas para prevenir el movimiento fuera del sitio de metales pesados y otros contaminantes mediante la restricción dentro de un área específica (Zhu et al., 2012). Las barreras subsuperficiales se utilizan comúnmente para separar las zonas contaminadas , éstas restringen el flujo de contaminantes. Con el fin de efectivamente aislar la parte contaminada del suelo, la barrera debe ser continua con capa de baja permeabilidad. Esto se logra principalmente estableciendo una capa de material de baja permeabilidad tal como arcilla debajo del región contaminada del suelo (Rumer y Ryan, 1995). c) Vitrificación La movilidad de metales pesados dentro del suelo se puede reducir aplicando tratamiento de alta temperatura en el sitio contaminado (Mallampati et al., 2015) lo que conduce a la formación de material vítreo. Durante la vitrificación, algunas especies de metales (como el Hg) pueden volatilizarse por lo que debe ser recolectado para su posterior eliminación. La vitrificación no se considera una remediación clásica de metales. La vitrificación es más fácil de aplicar en comparación a otros métodos de remediación física.
d) Remediación electrocinética La remediación electrocinética del suelo es un nuevo y económico método este opera sobre el principio de que el gradiente de campo eléctrico de la intensidad adecuada se establece en dos lados del tanque electrolítico que contiene el Suelo contaminado saturado y los suelos se separan mediante electroforesis, filtración eléctrica o electro-migración y así disminuir la contaminación (Yao et al., 2012).
2). Remediación química a) Técnicas de inmovilización.
La inmovilización se refiere a la disminución de la movilidad del metal, la biodisponibilidad y bioaccesibilidad de metales pesados en el suelo mediante la adición de agentes inmovilizantes que por medio de los fenómenos de precipitación y adsorción, provocan la redistribución de metales pesados del suelo. La inmovilización de metales pesados en el suelo es generalmente llevado a cabo mediante el uso de sustancias orgánicas e inorgánicas entre los más comunes utilizado son: cemento, arcilla, zeolitas, fosfatos, minerales, microbios entre otros. b) Encapsulación Es un método eficaz para reducir el material peligroso y su posterior eliminación segura como relleno sanitario encapsulándolos en manejables bloques sólidos (Ucaroglu y Talinli, 2012). La encapsulación implica la mezcla de los suelos contaminados con otros productos, como el hormigón, cal, o asfalto. El suelo contaminado se vuelve inmóvil y por lo tanto evita la contaminación de los materiales circundantes.
c) Lavado de suelos
Se refiere a la eliminación de metales pesados del suelo usando varios reactivos y extractantes (Guo et al., 2016; Park and Son, 2016) que pueden filtrar los metales pesados del suelo. La solución extractora y el suelo se mezclan bien durante un tiempo especifico y a través de la precipitación, intercambio de iones y adsorción, el metal pesado en el suelo se transfieren del suelo a la fase líquida, y luego se separan por lixiviacion (Ferraro et al., 2015). 3) Remediacion biologica
La biorremediación hace uso de microorganismos y plantas para desintoxicar y eliminar los metales pesados del suelo. La biorremediación es rentable, no invasivo y proporciona una solución permanente. a) Fitorremediacion Fitorremediación, también conocida como botanoremediación, remediación vegetativa, remediación verde o agroremediación, comprende tecnologías que hacen uso de plantas para remediar sitios que eran considerados contaminados. La fitorremediación es considerada amigable con el medio ambiente, atractiva, estéticamente agradable, no invasivo, eficiente energéticamente y tecnología rentable para limpiar los sitios con bajos niveles de metales pesados (Sabir et al., 2015). b) Fitovolatilización. La técnica consiste en recoger del suelo los metales pesados y convertirlos en vapores menos tóxicos, que luego se liberan a la atmósfera a través del proceso de transpiración de
las plantas. La técnica de fitovolatilización por lo general hace uso de plantas modificadas genéticamente para mejorar la capacidad de las plantas para volatilizar los metales. c) Fitoestabilización La fitoestabilización de metales no reduce la concentración del metal pesado que está presente en el suelo contaminado, pero prohíbe su movimiento fuera del sitio. La fitostabilización tiene como objetivo restringir los metales pesados en la zona vadosa de las plantas a través de la acumulación de raíces La fitostabilización es útil para lograr la restauración del ecosistema porque aumenta la fertilidad del suelo. Sin embargo, dado que los metales pesados están estabilizados dentro del suelo, el sitio necesita un monitoreo regular para asegurarse de que se conservan las condiciones óptimas de estabilización (Bolan et al., 2011). d) Fitoextracción. Esta técnica implica la limpieza de metal pesado del suelo por medio de la absorción de la planta. Esta técnica impulsada por energía solar se basa en la capacidad de las raíces de las plantas para captar, trasladar y concentrar los metales pesados (loid) del suelo a las partes de las plantas que se pueden cosechar por encima del suelo.
Conclusiones del autor
La contaminación del suelo por metales pesados es un problema mundial por lo tanto son necesarios enfoques de remediación efectivos que actúen de manera eficiente y amigable con el medio ambiente. En esta revisión comparamos la efectividad de diferentes remedios, las técnicas generalmente utilizadas para la limpieza de suelos contaminados éstas se clasifican en tres grupos: físicas, químicas y biológicas. Los métodos de remediación física pueden eliminar por completo los metales pesados del suelo contaminado pero son destructivos para la naturaleza y muy costosos. Estos métodos solo pueden aplicarse a pequeñas áreas de suelos. Los métodos de remediación química son rápidos, simples, fáciles de aplicar y relativamente económico. Sin embargo, estos remedios no son ecológicos porque tienen limitaciones de liberación que perjudican al medio. Los métodos biológicos son los menos destructivos, ecológicos y rentables lo que permite la limpieza de suelos a gran escala.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Khalid S., Shahid, M., Niazi, N.K., Murtaza, B., Bibi, I., Dumat, C (2017). A comparison of technologies for remediation of heavy metal contaminated soils. Journal of geochemical exploration, 182:247-268. Recuperado de https://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2571/S0375674216303818/1-s2.0S0375674216303818-main.pdf?_tid=bf4d4336-c4aa-4514-b1efa570c2c4a8ea&acdnat=1528406627_6e48e863bf49e73c68bdab3d7759f2af
