monitoreo

Mg. Juana Valdivia Andrade

CICLO 2015-2A Módulo: 2Unidad: III Semana: 5

MONITOREO Y CONTROL AMBIENTAL

MONITORIO Y CONTROL DEL SUELO

ORIENTACIONES

• Venga leyendo la clase anterior de su guía didáctica la sesión de tutoría solo debería ser para hacer las consultas pertinentes.

• Avance con el Trabajo Académico no se

deje sorprender y haga todas las consultas que considere necesarias durante las tutorías.

• Ilústrese con los videos colgados en los blogs semanales.

CONTENIDOS TEMÁTICOS

• Objetivos. • Muestreos de suelos.• Instrumentos para el muestreo del suelo.• Calidad del suelo.• Caracterización del sitio.• Técnicas de tratamiento de suelos

contaminados. • Parámetros de monitoreo del suelo.

MONITOREO Y CONTROL DEL SUELO

Selección de sitios de muestreoLa selección del sitio de monitoreo es importante y requiere la ubicación más representativa para monitorear las condiciones de la calidad del aire. Esta selección puede realizarse de

acuerdo a la siguiente secuencia:

- Definir claramente el propósito de la red o estación de monitoreo

- Revisar información histórica (datos climatológicos y meteorológicos, mapas topográficos, inventarios de emisiones, resultados de modelos de dispersión, patrones de tráfico, usos de suelo, distribución de la población y datos de monitoreo existentes)

GENERALIDADES

• El suelo debe ser considerado como un recurso natural no renovable y como un importante componente ambiental.

• El suelo funciona como un sistema abierto y complejo, auto-organizado, estructurado y poli-funcional.

• Se comporta como un filtro a través del cual se regulan flujos de materia y energía.

• Como un filtro es susceptible a contaminarse (o degradarse) debido a la actividad humana o a la dinámica de la propia naturaleza, pudiendo alterar sus propiedades características y dejar de cumplir sus funciones intrinsecas.

¿QUÉ ES EL SUELO?

1) El suelo es el producto natural de la meteorización de las rocas y de la actuación de los seres vivos.

2) Estrato que existe por debajo e la vegetación y por encima de la roca sólida.

3) Los edafólogos reconocen el suelo como una unidad o un cuerpo tridimensional, con longitud, anchura y profundidad.

Esta unidad es suficientemente grande como para que se puedan estudiar sus propiedades físicas, químicas y biológicas. El pedón es la unidad básica para el estudio del suelo.

FORMACIÓN Y HORIZONTES DEL SUELO

SUELOS CON TURBERAS

ETAPAS FUNDAMENTALES EN LA FORMACIÓN DEL SUELO (1)

El suelo es un material no consolidado fruto de la meteorización (o descomposición) de la roca en un tiempo no especificado.

Etapas fundamentales en la formación del suelo:

1. Acumulación de material parental (roca desintegrada) y presencia de material orgánico.

2. Diferenciación de los horizontes (estratificación en diversas capas), las cuales se forman a base de ganancia y pérdida de materiales.

ETAPAS FUNDAMENTALES EN LA FORMACIÓN DEL SUELO (2)

Los suelos se forman de arriba hacia abajo, primero aparece el material parental (horizonte C), producto de la desintegración de la roca madre

Los horizontes A y B no necesariamente tienen un orden secuencial.

La formación del horizonte A es producto de la actividad de los seres vivos.

HORIZONTES DEL SUELO

DESCRIPCIÓN DE LOS HORIZONTES DEL SUELO (1)

Horizonte A, generalmente de color más oscuro debido a la materia orgánica descompuesta (humus) y en proceso de descomposición, es el horizonte que suministra mayor cantidad de nutrientes a las plantas.

Horizonte B, de color menos oscuro, rojizo o amarillento, con mayor contenido de arcilla y menos materia orgánica. Los horizontes A y B son los más importantes desde el punto de vista de nutrición de las plantas.

DESCRIPCIÓN DE LOS HORIZONTES DEL SUELO (2)

Horizonte C, generalmente es de color más claro, amarillento y cascajoso (piedra menuda), se le conoce como horizonte de material parental. En este horizonte no es común encontrar materia orgánica.

Horizonte R, llamado roca madre, es roca gruesa, fue la que dio origen al suelo que está sobre ella.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FORMACIÓN DEL SUELO

¿QUÉ ES UN FACTOR?

•Es un agente, una fuerza, una condición o una serie de relaciones que han incidido, han influenciado o que pueden influenciar los cambios ocurridos en el material parental del suelo.

FACTORES (1)

• Los factores que inciden en la formación del suelo se pueden representar en la siguiente relación:

S = f (c, o, p, r, t) c = clima o = organismos p = material parental r = relieve t = tiempo

FACTORES (2)

• También se puede representar por:

S = f (c, o, p, r, t, h) Donde: h = factor humano

• Otros consideran:

S = f (c, o, p, r, t, h, g a)

Donde: g = gravedad, a = agua

SUELO

ORGANISMOSVIVIENTES

CLIMA

HOMBRE

MATERIALPARENTAL

TIEMPO

RELIEVE

FAUNAFLORA

COMPOSICIÓNQUÍMICA

CARACTERÍSTICASFISICAS

PENDIENTE

PRECIPITACIÓNTEMPERATURA

COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL SUELO

AIRE

AGUA

INORGANICOS

ORGANICOS

EL SUELO COMO UNA SOLUCIÓN

PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS

• Porosidad • Temperatura • Procesos Ácido-Base• Reacciones Rédox• Propiedades Coloidales• Interacciones Superficiales• Capacidad de Intercambio Iónico• Textura

CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO

•Cambio de Cationes:Suelo-M + X+ ----> Suelo-X + M+

Ca++, Mg++, K+, Na+, H+, Al++

+, Fe+++, Fe++, NH4+, Mn++, Cu++ y Zn++

Cationes de cambio

CationesSolubles

Solución SueloArcilla

IMPORTANCIA DE LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO

• Controla la disponibilidad de nutrientes • Interviene en los procesos de floculación -

dispersión de arcilla • Determina el papel del suelo como depurador

natural

IMPORTANCIA DEL pH

• Influye en las propiedades físicas y químicas.

– pH neutros – pH muy ácidos – pH alcalino

• Propiedades químicas y fertilidad. La asimilación de nutrientes del suelo está influenciadas por el pH

POTENCIAL DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN

E.OXIDADO + ELECTRONES <=> ESTADO REDUCIDO

• En los suelos normales el ambiente es aireado y por tanto la tendencia general es oxidante. En los suelos hidromorfos la saturación en agua tiende a provocar un ambiente reductor .

REACCIONES COMUNES EN EL SUELO DEBIDO A LA INTERACCIÓN CON LOS

CONTAMINANTES

• Disolución• Precipitación• Polimerización• Adsorción/Desorción• Oxidación y Reducción

IONES COMUNES EN EL SUELO

Oxianión Forma química

Carbonato CO3=

Bicarbonato HCO3- Ca 2+

Nitrito NO2-

Nitrato NO3-

Fosfato H2PO4- , HPO4

= , PO43- Na+

Molibdato MoO4=

Borato H2BO3-*

Catión

H+

Mg2+

K+

Fe2+ , FeOH+

Mn2+ ,

* A pH entre 5 y 9 H2BO3- es la especie dominante presente en el suelo

SulfatoSulfato SO4= Al3+ , AlF2+

OXIDACIÓN - REDUCCIÓN

• Reacciones Rédox:• Zn(s) => Zn2+(aq) + 2e-

• Cu2+(aq) + 2e- => Cu(s)

PRECIPITACIÓN

Figure 1: Precipitation of a Supersaturated Solution Source:Masterton and Hurley

Pb2+(aq) + CO2(aq) = PbCO3(s)

Para esta reacción Ksp = [Pb2+][CO3

2-]

QUELACIÓN

Glicina V Citrato VI

Tartrato VII Gluconato VIII

CALIDAD DEL SUELO

• La calidad del suelo está relacionada a sus propiedades físicas, químicas y biológicas.

• Indicadores de calidad:• Potencial de Hidrógeno-pH • Capacidad de infiltración del agua• Biomasa microbiana• Estatus de nutrientes• Tipo de suelo

Criterios de calidad de suelo (Holanda)

Concentración (mg/kg base seca)

Parámetros A1(Bueno) B2 Daño potencial C3Valor límite

Arsenico

Bario

Cadmio

Cromo

Cobalto

Cobre

Plomo

Mercurio

Molibdeno

Níquel

Estaño

Zinc

20

200

20

100

20

50

50

0.5

10

50

20

200

30

400

5

250

50

100

150

2

40

100

50

500

50

5000

20

800

300

500

600

10

200

500

300

3000

VROM, 1983. Leidrand Bodemsanering - Guidelines for Soil Clean Up – Netherlands Ministry of Housing, Planning and Environment, Soil, Water and Chemical Substances Department, The Hague, Netherlands

FUNCIONES DEL SUELO

• Proveer el medio para el crecimiento de plantas y la actividad biológica,

• Regular y particionar el flujo y almacenamiento de agua en el ambiente,

• Servir como un amortiguador ambiental en la formación y destrucción de compuestos ambientalmente peligrosos.

Indicador de calidad de suelo

Relación con la calidad del suelo y función

Comparación para evaluación

Propiedades físicasTextura Profundidad de raíz Infiltración y densidad bulk Capacidad de retención de agua

Retención y transporte de agua y químicos. Estimación de potencial de productividad y erosión Lixiviación, productividad y erosión.

Retención de agua, transporte y erosión

Menos sitios erosionados y condiciones del paisajeSitios no cultivados o posiciones variadas de paisaje

Posiciones de paisaje Precipitación

Propiedades químicasMateria orgánica pH Conductividad eléctrica

Define la fertilidad del suelo, estabilidad y extensión de la erosión

Define las actividades biológicas y químicas Define las actividades de la planta y los microorganismos

No cultivadas o control de especies nativas Límites superiores o inferiores de actividad microbiana o plantasLímites superiores o inferiores de actividad microbiana o plantas

Propiedades biológicasMasa microbiana, carbón y nitrógenoRespiración del suelo, contenido de agua y temperatura

Potencial catalización microbiana y repositorios de C y NMedida de la actividad microbiana

Relacionado al C y N totales o al CO2 producidoRelacionado a la actividad de la biomasa microbiana, pérdida de carbón VS ingresos y a la cantidad de C

Sta

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CONTAMINANTES QUÍMICOS

• Metales pesados• Contaminantes inorgánicos• Contaminantes orgánicos• Residuos• Otros

FUENTES DE CONTAMINACIÓN

• Filtraciones de depósitos subterráneos

• Filtraciones de rellenos de seguridad• Derrames• Confinamiento legal o ilegal de

sustancias en el ambiente• Descargas de contaminantes • Liberaciones inadvertidas de

contaminantes en actividades industriales o comerciales

• Instalaciones abandonadas

CONTAMINACIÓN SUBSUPERFICIAL

Escenario de contaminación típica “madura” Contaminante: sustancia en fase líquida

ligeramente no acuosa (LNAPL)

Escenario de contaminación donde el contaminante es una sustancia densa no

acuosa en fase líquida (DNAPL)

Compuesto Especie Respuesta toxicológica

Parámetro toxicológico establecido

Base toxicológica

Biodisponi-

bilidad incorporada

As Especies

Inorgánicas de As

Males circulator.

Toxicidad aguda

Crónico

agudo

25 % TDI

NOAEL de 0.01 mg/kg

Absorción de compuestos solubles

Cd Especies

Inorgánicas de Cd

Efectos adversos en riñones

Neurotoxicidad

PTWI

MCL (plantas)

10% de PTWI (5mg/kg)

0.05 mg/kg

MCL específi- camente hacia biodisponibilidad

Cr Cr (VI)

Cr(III)

Carcinógeno

Toxicidad aguda por inhalacion

--

No específico

NOAEL/LOAEL

Evaluación de datos

MCL 500mg/jg

No considera-cio nes específicas

No- considera- ciones específ

Pb Especies

Inorgánicas de Pb

Respuesta neuro-tóxica.Disturbios neurológicos

Disminución IQ en niños

NOAEL respecto al incremento de Pb en sangre

Estudios epidemioógi-cos y clínicos

Se considera biodisponibili-dad total de Pb de diferentes fuentes.

Datos Toxicológicos H

uman

Bio

acce

ssib

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of H

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Met

als

and

PAH

from

Soi

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EPA

PROPIEDADES DEL SUELO

• Las propiedades del suelo son físicas, químicas y biológicas.

• Las propiedades varían de acuerdo a las condiciones climáticas; así como, a las características del manejo a que se someten.

Suelo bien drenado

PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO (1)

1) Profundidad de enraizamiento o profundidad efectiva: Distancia vertical hasta donde pueden penetrar las raíces.

2) Estructura del suelo: Manera en que se reúnen las partículas del suelo en forma de agregados naturales o peds (terroncitos), está asociada con el espacio poroso del suelo y el movimiento de agua que hay dentro de éste.

ESTRUCTURA DEL SUELO

La estructura del suelo se clasifica por:

• Tipo: Expresa la forma de los agregados (granular, migajosa, bloques, prismática, laminar o masiva).

• Clase: Expresa el tamaño de los agregados (muy fina, fina, media, gruesa y muy gruesa)

• Grado de desarrollo: Expresa la resistencia de los agregados a ser destruidos bajo presión (fuerte, débil y moderado).

REPRESENTACIÓN DE LOS TIPOS DE ESTRUCTURA Y EL HORIZONTE AL QUE

PERTENECEN

TIPOS DE ESTRUCTURA

PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO (2)

3) Densidad: (De acuerdo a su composición la densidad puede ser real, que es el peso del material sólido (partículas) sin incluir el espacio poroso dentro de un volumen definido y la densidad aparente, lo mismo que el anterior, pero incluye el espacio poroso).

DENSIDAD REAL, DENSIDAD APARENTE Y POROSIDAD

)/( VsMrDr

)/( VpVsMrDa

100)/1( xDrDa

100))/(1( xVpVsVs

100)/( xVpVsVs

PROPIEDADES DEL SUELO (3)

4) Textura: El suelo posee tres fases sólida, gaseosa y líquida. La fase sólida está compuesta por la parte inorgánica o mineral (material parental y partículas arcilla, arena, limo y la parte orgánica (humus), la fase líquida es el agua y la gaseosa es el aire.

Las partículas minerales se clasifican por su tamaño, según la siguiente escala:

Arena gruesa

Arena fina

Limo Arcilla

2 mm 0,2 0,02 0,002 0,0001

TRIÁNGULO TEXTURAL

DETERMINAR EL TIPO DE SUELO

De un análisis de suelos se ha calculado que el porcentaje de arena es 40%, el de limo es 40% y el

de arcilla es 20%.

Usar el triángulo textural.

Suelo: tipo marga o franco

PROPIEDADES DEL SUELO (4)

5) Color del suelo:

• Rojizo ( oxidación del hierro, suelo aireado, altamente meteorizado).

• Amarillo (presencia de óxido de hierro hidratado altamente meteorizado).

• Gris (Indica abundancia de cuarzo, incipiente meteorización química y también indica ausencia de materia orgánica).

• Verdoso (indica procesos de reducción del hierro)

• Oscuro ( indica presencia de materia orgánica)

PROPIEDADES QUÍMICAS DEL SUELO

• Capacidad de intercambio iónico.

• Acidez del suelo (pH).

• Solubilidad.

PROPIEDADES BIOLÓGICAS DEL SUELO

• Contenido de materia orgánica

• Transformaciones bioquímicas.

DEGRADACIÓN Y CONTAMINACIÓN DEL SUELO

pregunta de examen

¿QUÉ ES LA DEGRADACIÓN DEL SUELO?

SUELO

ALTERACIÓN O MODIFICACIÓN

DE SUS PROPIEDADES

FÍSICAS


DE SUS PROPIEDADES BIOLÓGICAS


DE SUS PROPIEDADES

QUÍIMICAS

PÉRDIDA DEMASA (MATERIAL

QUE FORMA EL SUELO)

ALTERACIÓN O MODIFICACIÓN DE TODAS SUS PROPIEDADES

Fuente: Loayza Jorge, 2008

¿CÓMO SE DEGRADA UN SUELO?

SUELO

VERTIDO DEEFLUENTES

INDUSTRIALES

MALAS PRÁCTICAS

INDUSTRIALES

VERTIDO DE RESIDUOS SÓLIDOS

VERTIDOSACCIDENTALES

LLUVIA ÁCIDA Y OTROS

FENÓMENOS


DEGRADACIÓN DEL SUELO

• TIPOS: Contaminación • CAUSAS: Derrame de hidrocarburos

• EFECTOS: Pérdida de fertilidad

CONTAMINACIÓN DEL SUELO

• Se puede definir la contaminación del suelo como la existencia de un agente o conjunto de agentes que provocan una perturbación en el medio considerado (suelo).

• También puede ser definido como el proceso o conjunto de procesos que disminuyen la capacidad potencial del suelo para producir bienes.

EL SUELO FRENTE A LA CONTAMINACIÓN• En general, los suelos poseen

una amplia capacidad amortiguadora frente a una determinada presión; pero si esta capacidad es superada (capacidad de carga) se presenta el problema de contaminación.

• Los propios componentes y propiedades del suelo son capaces de aminorar la contaminación, tales como el pH, materia orgánica, arcillas y óxidos metálicos, reacciones oxidación-reducción, procesos de intercambio iónico, adsorción, desorción, complejación y reacciones, tanto de precipitación y disolución.

TIPOS DE CONTAMINANTES DEL SUELO

En general los contaminantes presentes en el suelo son: metales pesados, contaminantes orgánicos y exceso de sales.

Las actividades que pueden dar origen a la contaminación del suelo pueden ser debidas a fuentes puntuales o a fuentes difusas.

FUENTES PUNTUALES DE CONTAMINACIÓN

• Las fuentes puntuales de contaminación están constituidas fundamentalmente por la industria y sus actividades asociadas. La contaminación del suelo por estas fuentes se origina por:

* Gestión inadecuada, como resultado de fallas en las instalaciones, en los procesos y en la gestión de los residuos.

* Accidentes causados por imprudencias y negligencias.

* Vertidos voluntarios e involuntarios

TIPOS DE RESIDUOS QUE SE AGREGAN AL SUELO DEBIDO A FOCOS PUNTUALES

• Residuos industriales:

Sólidos, líquidos o sus mezclas.

• Residuos derivados de la minería:

Explotación a cielo abierto, escombreras y taludes, aguas ácidas, etc.; los que traen los siguientes efectos: contaminación por elementos químicos o pérdida de suelo.

• Otros: extracción de hidrocarburos, refinado de petróleo, etc.

FUENTES DIFUSAS DE CONTAMINACIÓN (1)

Agricultura:

Las actividades se realizan directamente sobre el suelo, por lo que la contaminación se asocia al uso inadecuado de fertilizantes y plaguicidas (y biocidas).

La agricultura intensiva está asociada a la pérdida de cobertura vegetal y materia orgánica del suelo, esto supone la incidencia de procesos de erosión y pérdidas de suelo, a lo que se añade el peligro de compactación causado por la maquinaria agrícola, la sobreexplotación de los acuíferos debido al regadío y la acumulación de metales pesados.


Ganadería:

Fuente importante de contaminación de las aguas subterráneas, por percolación de los residuos del metabolismo animal que son dispuestos en el terreno (contaminación química y contaminación microbiológica).

La ganadería extensiva presenta problemas de erosión por pastoreo en zonas de pendiente o compactación, acelerando la desertización de los suelos.


Silvicultura:

Las explotaciones forestales tienen un importante impacto sobre el suelo a causa de la apertura de pistas y el tránsito de maquinarias, que favorece la erosión y compactación del suelo.

La preparación de la madera para usos industriales hace que se utilicen una gran cantidad de productos fitosanitarios, que tienen alta toxicidad.


Depósitos ácidos:

Algunos contaminantes atmosféricos sufren reacciones de oxidación que se precipitan sobre el terreno, provocando la acidificación del medio.

Transporte de materiales:

El transporte de contaminantes constituye un foco difuso de contaminación en el caso de fuga o mala manipulación de los mismos. Puede presentarse de dos tipos: por difusión o por convección.

OXIANIONES IMPORTANTES COMUNES EN EL SUELO

Oxianión Forma química Movilidad en el suelo

Carbonato CO3= Móvil

Bicarbonato HCO3- Móvil

Nitrito NO2- Móvil

Nitrato NO3- Móvil

Fosfato H2PO4- , HPO4

=, PO43- Inmóvil

Molibdato MoO4= Inmóvil

Borato H2BO3-* Inmóvil

* A pH entre 5 y 9 H2BO3- es la especie dominante presente en el suelo

Alfred R. Conklin, Jr. Ph.D. Inorganics in soil. Soil Sediment and Water March/April 2003

DESTINO DE LOS CONTAMINANTES

• Basados en los datos de caracterización de los suelos se evalúa el potencial de biodisponibilidad de sustancia química inorgánica en los suelos.

¿A QUÉ SE DENOMINA REMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS?

La remedición de suelos contaminados es un proceso o un conjunto de procesos (métodos, técnicas o tecnologías) utilizados con la finalidad de alterar la composición de los agentes contaminantes o evitar su migración o desplazamiento a otros medios.

Remediación ex situ (on site)

CICLO DE VIDA DE UN SUELO CONTAMINADO

SUELONATURAL

ACTIVIDADANTRÓPICA

SUELOCONTA-MINADO

MÉTODO DE REMEDIACIÓN

SUELOTRATADO

REHABILITACIÓN(ACONDICIONAMIENTO)

DISPOSICIÓNFINAL

CONFINAMIENTO EN RELLENO DE SEGURIDAD

SITIO CONTAMINADO

EL MISMO USO O CAMBIO DE USO


(1) (2) (3) (4)R

RESIDUO

CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS DE REMEDIACIÓN

1. Según la estrategia de remediación

2. Según la naturaleza del tratamiento

3. Según el lugar en el cual se realiza el tratamiento

CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN

Remediación física ex situ (off site)


1. Destrucción del agente contaminante

2. Separación o captura

3. Aislamiento o inmovilización

Según la estrategia de remediación

Remediación física inmovilización


1. Tratamientos físicos

2. Tratamientos químicos

(y electroquímicos)

3. Tratamientos biológicos

4. Tratamientos térmicos

5. Tratamientos mixtos

Según la naturaleza del tratamiento

Remediación biológica - Compostaje


1. Tratamiento in situ

2. Tratamiento ex situ (on site)

3. Tratamiento ex situ

(off site)

Según el lugar en que se realiza el tratamiento

Remediación ex situ – off site

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA REMEDIACIÓN SEGÚN LA NATURALEZA DEL

TRATAMIENTO CARACTERÍSTICAS

MÉTODO VENTAJAS DESVENTAJAS

FÍSICO-QUÍMICO

-Pueden realizarse en tiempos cortos.

-El equipo es accesible, no requieren mucha energía ni diseños de ingeniería.

-Son costo efectivos (físicos).

-Los residuos generados deben ser tratados.

-Los componentes extraídos deben ser recuperados.

-Los costos dependen del tratamiento requerido.

BIOLÓGICO

-Los contaminantes son generalmente destruidos.

-No se requiere tratamiento o un mínimo tratamiento posterior.

-Son costo efectivas.

-Requieren mayores tiempo de tratamiento.

-Es necesario verificar la toxicidad de intermediario y/o productos.

-No recomendados para suelos que no favorecen el crecimiento microbiano.

TÉRMICO

-Reduce el volumen del material tratado.

-Requiere un alto consumo de energía (costo).

-Requieren tratamiento de los gases y residuos sólidos generados (costo).


VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA REMEDIACIÓN IN SITU Y EX SITU

MÉTODO

CARACTERÍSTICAS

IN SITU EX SITU

VENTAJAS

-No es necesario excavar ni transportar el suelo.

-Potencial disminución de costos.

-Menor tiempo de tratamiento.

-Es posible homogeneizar y muestrear periódicamente.

DESVENTAJAS

-Mayores tiempo de tratamiento.

-Heterogeneidad en las características del suelo.

-Dificultad para verificar la eficacia del proceso.

-Es necesario excavar el suelo.

-Altos costos en equipos y transporte.

-Riesgos durante la manipulación de los materiales contaminados.Fuente: Loayza Jorge, 2008

MÉTODOS O TRATAMIENTOS DE REMEDIACIÓN

DE SUELOS CONTAMINADOS

ENJUAGUE IN SITU

1) Consiste en disolver los agentes contaminantes absorbidos en las partículas del suelo utilizando soluciones de lavado.

2) La tecnología requiere perforar pozos de inyección y pozos de extracción, cuya localización y profundidad dependen de las características del sitio.

3) Por los pozos de inyección se introduce agua (+ ácidos: HCl o HNO3; bases: NaOH, NH3; detergentes; disolventes orgánicos: CH3-CH2OH, o mezclas de ellos).

4) Por los pozos de extracción se colectan las aguas de lavado, las cuales requieren ser tratadas, ya sea para recuperar el agente contaminante o reutilizar el agua para las soluciones de lavado.

Nota: Las soluciones ácidas y alcalinas se usan para extraer compuestos inorgánicos y orgánicos con cierta polaridad, que no se pueden extraer sólo con agua. Los detergentes y los disolventes orgánicos se usan para eliminar las sustancias no polares

TRATAMIENTOS FÍSICOS DE REMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS

EXTRACCIÓN1) Es una tecnología que se puede realizar in situ o

ex situ.

2) Normalmente no degradan el agente contaminante, sino que lo transfieren de un medio contaminado a otro.

3) Luego puede ser destruido utilizando métodos químicos, biológicos, métodos térmicos o confinamiento (disposición final).

4) La transferencia de un medio a otro va acompañado de una reducción considerable del material a tratar o confinar.

EXTRACCION Y TRATAMIENTO

EXTRACCIÓN DE VAPORES

1) Se utiliza para la eliminación de COV.

2) Frecuentemente la extracción de vapores se combina con biodegradación, de tal forma que los agentes contaminantes al ir ascendiendo por el suelo en la zona no saturada de humedad, se encuentran con condiciones que favorecen la degradación aeróbica de los compuestos orgánicos.

3) Esto se logra disminuyendo la velocidad de aireación para que los vapores tengan un tiempo de residencia suficientemente grande, para que alcancen a degradarse antes de llegar a los tubos de salida (extracción). En este caso el procedimiento se conoce como bioventeo. (Caso: derrames de combustibles)

EXTRACCIÓN DE VAPORES

4) Para acelerar la eliminación de compuestos menos volátiles (semi volátiles), se incrementa la temperatura de la zona contaminada, inyectando aire caliente y/o vapor, también se puede utilizar microondas o introduciendo electrodos y aplicando una corriente eléctrica.

5) También se puede utilizar para la extracción simultánea de vapores y aguas contaminadas, para su posterior tratamiento en la superficie.

6) Se recomienda para suelos porosos ( = 50%).

LAVADO DEL SUELO

1) Es un procedimiento ex situ, cuyas etapas previas son la remoción del suelo (excavación) y la eliminación por cribado de las partículas mayores (piedras, palos y otras).

2) El suelo cribado se lava con soluciones acuosas.3) En la primera fase del lavado se separan las

arcillas y los limos de las arenas y las gravas. Normalmente la fracción gruesa está libre de sustancias adsorbidas y se pueden usar para rellenos.

4) Las arcillas y limos se descontaminan por tecnologías química o biológicas, y pueden ser usados para rellenos o confinarse en depósitos de seguridad.

5) Esta técnica permite reducir el volumen a tratar o confinar.

Nota: Se recomienda su aplicación para suelos arenosos.

EXTRACCIÓN CON SOLVENTES

1) Es un procedimiento ex situ (que requiere las etapas previas anteriormente mencionadas).

2) El suelo cribado se trata en recipientes (reactores) en los cuales se le agrega el solvente orgánico, si el proceso es continuo se agrega agua para que el material contaminado se pueda bombear.

3) Después de dejar el lodo y el disolvente durante el tiempo de contacto necesario, se procede a la separación de las distintas fases.

4) Los agentes contaminantes se distribuyen en las distintas fases. Los agentes orgánicos como los PCB se encontrarán en la fase orgánica; mientras que los iones inorgánicos en la fase acuosa o en la fase sólida.

5) La fase orgánica se puede tratar con otros disolventes.

DESORCIÓN TÉRMICA

1) Es un procedimiento ex situ que consiste en calentar en un horno rotatorio la tierra extraída por excavación y cribada.

2) El agente contaminante se evapora y recolecta, ya sea para reutilizarse o para destruirse.

3) La temperatura de operación, el tiempo de residencia y la forma de aplicar el calor dependen de las características del agente contaminante. Puede utilizarse calentamiento directo con gases de combustión o calentamiento indirecto a través de paredes.

4) No es recomendable para suelos muy húmedos.5) Se utiliza este procedimiento para la

remediación de suelos contaminados con COV, COSV, PCB, HPA y plaguicidas.

AISLAMIENTO MEDIANTE BARRERAS IMPERMEABLES

1) Es un método de control cuyo objetivo es confinar el suelo contaminado existente, evitando que la contaminación se distribuya a otras zonas.

2) Es un procedimiento de control pasivo para evitar que se presentes lixiviados.

3) Se pueden utilizar: paredes impermeables, tortas filtrantes, cortinas de mortero o paredes metálicas.

MÉTODOS FÍSICOS PARA REMEDIACIÓN DE SUELOS

1) SOIL WASHING (Se basa en la solubilidad de los compuestos contaminantes en la solución de lavado que se utilice).

2) SOIL VACUUM (Se utiliza para eliminar compuestos orgánicos volátiles y mercurio, mediante vapor de agua).

3) SOIL VENTING (Modificación de la técnica soil vacuum se combina la extracción con la inyección de aire)

NOMBRES COMERCIALES DE

Solidificación: es la alteración física del residuo para obtener un material sólido.

Estabilización: es un proceso para reducir la toxicidad de un residuo.

ESTABILIZACION Y SOLIDIFICACION

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS DE REMEDIACIÓN

DE SUELOS• BIORREMEDIACIÓN: In situ: utilización de

enzimas y bacterias

Ex situ: landfarming, compostaje y utiización de biofiltros o biorreactores.

• FITORREMEDIACIÓN:

• RIZOREMEDIACIÓN:

TRATAMIENTOS QUÍMICOS PARA REMEDIACIÓN DE SUELOS

1) OXIDACIÓN QUÍMICA (Se aplica en el caso de la contaminación con cianuros u otros compuestos fácilmente oxidables).

2) NEUTRALIZACIÓN (Se aplica para eliminar ácidos y bases).

3) DECLORACIÓN (Es una detoxificación cuando los contaminantes son compuestos aromáticos halogenados).

• PIRÓLISIS

• INCINERACIÓN

• TRATAMIENTO CON RAYOS INFRARROJOS

TRATAMIENTOS TÉRMICOS (EX SITU)

Observación: Se generan gases de combustión y cenizas

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ASPECTOS A TENER EN CUENTA PARA LA SELECCIÓN DEL MÉTODO DE

REMEDIACIÓN

1) Tipo de suelo, características y cantidad.

2) Localización3) Uso futuro del suelo4) Tipo de contaminante y

propiedades5) Tipo y disponibilidad de

la tecnología6) Estado de desarrollo

(escala: laboratorio, piloto o industrial)

7) Confiabilidad demostrada o proyectada

8) Costo9) Otros

Remediación – Rehabilitación - Restauración

MATRIZ PARA LA SELECCIÓN DE UN

MÉTODO DE REMEDIACIÓNASPECTOS

MÉTODO

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CONTAMINANTES TRATADOS POR DIFERENTES TECNOLOGIAS DE

REMEDIACION

CONCLUSIONES Y/O ACTIVIDADES DE INVESTIGACIÓN SUGERIDAS

• No se olvide de ir avanzando con su trabajo académico.

• Pregunte todo lo que no sabe, por mas simple que pudiera ser.

• Lea cuidadosamente la Guía Didáctica sobre todo la parte de autoevaluación y actividades sugeridas, así como también los juegos de exámenes (parcial y final) ya que todas éstas han sido cuidadosamente confeccionados para que Ud. pueda aprovecharlas al máximo.

GRACIAS

monitoreo

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