Contaminación Del Suelo Por Hidrocarburos y Rellenos Sanitarios

CONTAMINACIÓN DEL SUELO PORHIDROCARBUROS Y RELLENOS SANITARIOS El suelo y el subsuelo constituyen un recurso natural difícilmente renovable, entre sus principales funciones se encuentran:     Filtrante durante la recarga de los mantos acuíferos Lugar donde ocurren los ciclos biogeoquímicos. Espacio de actividades agrícolas y ganaderas Soporte de la vegetación La contaminación del suelo se define por la presencia de determinado nivel de partículas, sustancias o materiales contaminantes sólidos o líquidos que deterioran la superficie terrestre o la pérdida de una o más de sus funciones. Las causas son: 1. Almacenamiento incorrecto de productos y /o residuos en actividades industriales 2. Vertidos incontrolados de residuos 3. Escombro industrial 4. Bidones enterrados 5. Almacenamiento incorrecto de productos o residuos 6. Accidentes en el transporte de mercancías 7. Fugas en tanques o operaciones deficientes 8. Vertidos incontrolados de aguas residuales 9. Uso incorrecto de pesticidas y /o abonos 10. Alcantarillado antiguo en mal estado 11. Antiguos entierros de residuos 12. Deposición de contaminantes atmosféricos Contaminación por hidrocarburos Los hidrocarburos son compuestos de gran abundancia en la naturaleza integrados por átomos de carbono e hidrógeno. Éstos se clasifican según la estructura de los enlaces existentes entre los átomos de carbono que componen la molécula. Los hidrocarburos estipulan una actividad económica de primera importancia a nivel mundial ya que son los principales combustibles fósiles, además sirven de materia prima para todo tipo de plásticos, ceras y lubricantes. Los derrames de hidrocarburos de petróleo son una de las principales fuentes de contaminación de suelos y aguas ya que ocasionan perturbaciones en los ecosistemas al afectar su estructura y bioprocesos. El petróleo contiene compuestos químicos tóxicos que producen daños a plantas, animales, humanos y principalmente a poblaciones de microorganismos, los cuales representan parte importante del ecosistema y son claves para los procesos. microorganismos fecales. directa o indirectamente. El uso de dispersantes químicos (está restringido su uso). La frecuencia y tiempo de exposición. 5. Variables ambientales como temperatura. provocando efectos adversos sobre el hombre o sobre el medio. Fuentes de contaminación por hidrocarburos La contaminación por hidrocarburos se produce de forma frecuente y los principales orígenes de aparición de hidrocarburos en el suelo-subsuelo son por orden de importancia: 1. Aumento del fósforo disponible.La contaminación por petróleo se produce por su liberación accidental o intencionada en el ambiente. Las características del sitio donde sucedió el derrame. 4. Los efectos tóxicos de los hidrocarburos en el ambiente dependerán de: • • • • • • La cantidad y composición del petróleo. humedad y oxígeno. El estado físico del derrame. La contaminación involucra todas las operaciones relacionadas con la explotación y transporte de hidrocarburos. trazas de hidrocarburos sintéticos) . Aumento del manganeso y hierro intercambiable. 3. Las propiedades físicas del suelo más afectadas por derrames de hidrocarburos son:    La estructura del suelo debido a la ruptura de los agregados Aumento de la retención del agua en la capa superficial El potencial hídrico Las propiedades químicas del suelo más afectadas por un derrame de hidrocarburos son:     Aumento de carbono orgánico. que conducen inevitablemente al deterioro gradual del ambiente. 2. ya que el 75% del carbono del petróleo crudo es oxidable. Disminución del pH. Fuga de depósitos Vertidos accidentales Enterramiento de residuos que contienen hidrocarburos Lavado de aglutinantes de caminos asfaltados Riegos de caminos de tierra con aceites residuales para evitar el polvo Las principales actividades hidrocarburos son:  consideradas como fuentes de contaminación de Saneamiento in situ (nitratos. debido a la acumulación del carbono orgánico y generación de ácidos orgánicos. . plomo y zinc) Curtidurías ( cromo.tetracloroetileno . En algunos casos el derrame se produce a ras de suelo y de ahí percola hasta los acuíferos. reduciendo de esta manera el nivel de toxicidad del producto. hidrocarburos halogenado.otros hidrocarburos halogenados . lleva consigo una serie de propiedades físico-químicas. alcalobenceno y otros hidrocarburos halogenados) Industria de la madera ( pentaclorofenol y algunos hidrocarburos aromáticos) Tintorerías tricloroetileno y tetracloroetileno) Manufactura de pesticidas ( fenoles. . Es un proceso lento y solo puede ser acelerada por la presencia de cierto tipo de bacterias dentro de la emulsión. otros hidrocarburos aromáticos. fenoles e hidrocarburos halogenados) Depósito final de residuos sólidos (amonio.. oxidación. es decir que queda como partículas en suspensión. salinidad. biodegración. 2.. sedimentación y 1. 5. disolución. Los compuestos más ligeros son los más solubles en el agua y por lo tanto se convierten en los más tóxicos.Oxidación: La combinación de hidrocarburos con el oxígeno molecular contribuye a la descomposición de éste..Disolución: Este proceso empieza inmediatamente.metales pesados.Emulsión: Es el procedimiento por el cual un líquido se dispersa en otro líquido en forma de pequeñas gotitas. Cuanto más aérea expuesta exista. mayor será la oxidación y mayor la velocidad de degradación. 3. hidrocarburos halogenados y metales pesados) Industrias metalúrgicas (tricloroetileno . fenoles y cianuro) Talleres de pinturas y esmaltes (tetracloroetileno.. hidrocarburos halogenados y fenoles) Explotación y extracción de salinidad ( hidrocarburos aromáticos) Comportamiento del hidrocarburo en el ambiente Un derrame de hidrocarburo. Estos cambios se atribuyen al meteorización el cual se inicia una vez ocurre el derrame incluye: evaporación.          Gasolineras y talleres automotrices (benceno. arsenico y metales pesados) Depósito final de lodos residuales ( nitratos. el producto se hace más pesado y puede llegar a hundirse.La tasa de intemperización varía en función de las características del producto derramado y de las condiciones climáticas existentes en el lugar del derrame.Evaporación: Con ello crece su densidad y viscosidad mermando su solubilidad en el agua. cambios progresivos de sus proceso de intemperización o y continúa indefinidamente e emulsión. dispersión. es de largo plazo y continúa durante todo el proceso de degradación del hidrocarburo. 4. hidrocarburos halogenados. salinidad. A medida que los compuestos más volátiles se evaporan. Movilidad de un hidrocarburo en el subsuelo. Abril 2008). Clasificación de diferentes tecnologías para la recuperación de suelos contaminados (tabla extraída del curso de 100h de Recuperación de suelos contaminados. Tecnologías de tratamiento Son varias las tecnologías aplicadas en la descontaminación de suelos y se pueden clasificar como ex situ (se excava el suelo contaminado) e in situ (no se excava el suelo contaminado).. el contamínate a extraer y el presupuesto del que se dispone. provocando un incremento de su densidad respecto al agua circundante y por consiguiente se hunde.6. se trata el residuo en el mismo emplazamiento. se trata el residuo en una instalación fuera del emplazamiento y on-site. Las técnicas también pueden clasificarse entre off-site. Las técnicas a aplicar se escogen en función del grado de remediación que queremos conseguir. especialmente bacterias. utilizan los hidrocarburos como nutrientes. Como proceso natural es muy lento. Algunas de las tecnologías más aplicadas en la descontaminación de suelos son: . Ciertas especies de hongos y otros organismos. los parámetros del suelo.Biodegradación: Mediante este proceso el hidrocarburo desaparece del medio ambiente. donde las flechas rojas representan los arrastres de vapor en sentido ascendente.. 7.Sedimentación: Este proceso se da cuando el hidrocarburo se intemperiza. Extracción multifásica. Lavado del suelo: El lavado ex situ del suelo es una técnica que consiste en el uso de líquidos. Con este método se retiran contaminantes peligrosos y se los concentra reduciendo su volumen. El lavado in situ consiste en mojar los suelos contaminados con una solución que arrastra los contaminantes hasta un lugar donde pueden extraerse por bombeo. Bioremediación: consisten en la utilización de microorganismos naturales para degradar sustancias peligrosas a sustancias menos tóxicas. rompiendo el equilibrio bioquímico del suelo. Este método es eficaz para el tratamiento de suelos con bajo contenido de limo o arcillas. Catálisis química: es transformar los contaminantes en productos inocuos para el medio mediante el uso de sustancias abióticas . El vapor contaminado sale a través de los pozos de extracción y éste puede ser tratado. Fitoremediación: consisten en el uso de plantas y árboles para depurar aguas y suelos contaminados. La extracción con disolventes no destruye los contaminantes. Es una técnica pasiva y estéticamente agradable que utiliza la energía solar y se puede usar junto con otras técnicas de limpieza mecánicas. normalmente oxidantes. aún en pequeñas concentraciones. Algunos de los efectos no deseables de la inadecuada disposición de los residuos sólidos en el suelo son: • Los organismos vivos presentes en el suelo pueden ser inhibidos o eliminados. Extracción con disolventes: Consiste en usar un disolvente para separar o retirar contaminantes orgánicos. El tipo de solución puede ser agua con un ácido o base. bioventing: Se trata de hacer el vacío para extraer los gases volátiles y el agua subterránea que se separarán en el exterior y se tratarán para ser depurados. pero existe un gran número de ellos que pueden causar serios daños a los seres vivos presentes en el suelo. Inyección de aire: Consiste en la inyección de aire a través de bombas y conductos con tal de que se produzca un contacto con el agua y que las burbujas de aire capten los contaminantes. . Contaminación por rellenos sanitarios Los compuestos provenientes de los residuos sólidos que entran en contacto con los suelos pueden ser relativamente inertes e inofensivos. extracción suelo-vapor. agua con un agente tensioactivo o simplemente agua. Pump-and-treat: Proceso de extracción del agua subterránea mediante bombas situadas en pozos de extracción para su posterior tratamiento ex situ. se separen del suelo. Los contaminantes vaporizados se recogen y se tratan generalmente con un sistema de tratamiento de emisiones a la atmosfera. generalmente agua combinada a veces con aditivos químicos y un procedimiento mecánico para depurar el suelo.         Desorción térmica: consiste en calentar la tierra a 90-540 ºC con el fin de que los contaminantes con un punto de ebullición bajo se evaporen y por consiguiente. En el procedimiento se separa la tierra fina de la gruesa. sino que los concentra para que sea más fácil retirarlos o destruirlos con otra técnica. Salinidad muy elevada Selección de sitios para la ubicación de rellenos sanitarios Dado que uno de los fenómenos a evitar en un sitio de disposición final de residuos sólidos es la lixiviación y la posible contaminación de mantos freáticos como consecuencia de ella. Presencia de metales pesados como: cadmio (Cd). cartón. en un área muy amplia. cenizas y metales. Agua que se mueve horizontal al suelo y que llega directamente al depósito. para determinar la ubicación de un relleno sanitario. es necesario considerar las características hidrogeológicas. geofísicas y meteorológicas del sitio y tomar las medidas adicionales necesarias.• Los compuestos químicos pueden ser transportados del suelo al aire o a los cuerpos de agua y de esta manera entrar en contacto. La composición de un lixiviado producido en un depósito puede ser muy compleja. Materiales fermentables: materia orgánica. Se pueden formar de cuatro formas distintas: • • • • A partir de agua de lluvia que cae directamente sobre los residuos sólidos. Materiales combustibles: papel. plástico. zinc (Zn). Contacto directo de las aguas subterráneas con los residuos por la elevación del nivel piezométrico. Demanda química de oxígeno (DQO) que llega incluso a valores de mg de oxígeno por litro (O2/l). Aporte o derrame de líquidos. goma. plomo (Pb). Por sus propiedades físicas. cuero y trapos. niquel (Ni). plásticos. Existen diversas causas por las cuales puede existir un alto riesgo de contaminación: Contaminante Enlace Efectos muy probables Efectos posibles . cuando el agua entra en contacto con los residuos sólidos depositados en un relleno sanitario se produce una solución que se denomina lixiviado. madera. Formación de lixiviados En algunas ocasiones. con un gran número de organismos produciendo efectos adversos a la salud humana y a los ecosistemas. aunque existen características químicas más o menos comunes en este tipo de instalaciones: • • • • • Gran cantidad de hidrocarburos solubles Gran cantidad de nitrógeno orgánico y amoniacal. los residuos sólidos se pueden clasificar en tres grupos: • • • Materiales inertes: vidrio. tierras. rica en elementos contaminantes que al desplazarse verticalmente llegan al subsuelo. mata la vida del suelo y lentamente contamina acuíferos hidrólisis ácida Plaguicidas Covalente. se adsorbe. Aumenta la conductividad y viaja a cuerpos de agua Eutroficación de cuerpos de agua Ocupa poros. se expande ocupa posiciones en el complejo de intercambio (sodicidad). mata la vida del suelo y lentamente contamina acuíferos Ocupa poros Quita oxígeno. La materia orgánica se solubiliza el carbonato se hidroliza Nitrato de sodio Iónico soluble no se hidroliza Aumenta la conductividad y viaja a cuerpos de agua Contamina acuíferos Nitrato de amonio Iónico soluble. permanente Se bioacumulan Ocupa poros Quita oxígeno. Organoclorados Molecular dipolos inducidos Gasolina Covalente no polar Líquido Lubricantes Covalente no polar Líquido concentrándose en grasa .Ácidos Covalentes polares Alteran el pH Disuelven minerales y materia orgánica Bases Iónicos Alteran el pH Disuelven minerales anfóteros Carbonato de sodio Iónico soluble Aumenta el pH y la conductividad El suelo pierde textura. entren en contacto con los residuos existentes. Este tipo de actividades se realiza a menudo en un terreno de aluvión. por lo que los lixiviados entran en contacto fácilmente con las aguas subterráneas. estado de oxidación. los emplazamientos se pueden inundar por la elevación del nivel freático. Utilización de zonas excavadas aprovechadas para la explotación de gravas. no peligrosos e inertes) de los que se trate. A continuación se mencionan algunas directrices importantes a considerar para el emplazamiento de un relleno sanitario • • • • • Control de las aguas de lluvia que penetran en el relleno sanitario. Interceptar y canalizar el agua y los lixiviados. Si se producen precipitaciones intensas. Instalación de un SDF en huecos y cauces fluviales secos. en función del tipo de residuos (peligrosos. por lo que éstos últimos bajan con gran velocidad llegando por las discontinuidades de la roca a las aguas subterráneas. con el nivel piezométrico muy próximo a la superficie topográfica. Contamina acuíferos y formar y en extremo la compuestos volátiles atmósfera La ubicación de un SDF en un terreno calcáreo formador de sarro.Cloruro de plomo Arseniato de sodio Iónico Iónico En suelos ácidos queda soluble o forma quelatos insolubles Se precipita en la raíz puede contaminar cuerpos de agua ácidos En suelos básicos forma minerales insolubles Se acumula como mineral Puede cambiar de Afecta la microbiota. En este caso los mecanismos mediante los cuales el suelo retiene a los lixiviados son prácticamente inexistentes. contaminando a las aguas subterráneas. Contar con normatividad referente a la permeabilidad de los lixiviados en suelos. Evitar que los cuerpos de agua (subterráneos y superficiales). Formación de gas en un relleno sanitario . Las aguas contaminadas deberán ser sometidas a un proceso de tratamiento antes de su descarga final.  Fase de fermentación del metano. En esta fase se producen cantidades importantes de ácidos orgánicos y de H2. Zanja perimétrica (barrera). Zanjas perimétricas para la extracción del gas. en un primer paso se da la transformación (hidrólisis) mediante enzimas de compuestos de alto peso molecular (lípidos. los gases producidos deberán ser sometidos a diversos métodos alternativos de destrucción. control y/ o aprovechamiento. Algunos de los métodos más comunes son: • • • • • • • • • Ventilación para reducir la presión/quemadores en la cobertura del relleno. el contenido de humedad de los residuos. En esta fase un segundo grupo de microorganismos transforman el ácido acético y el gas hidrógeno producidos en la fase anterior en CH4 y CO2. el paso de ésta por los residuos y el grado de compactación de los residuos.  Fase de transición. Barreras absorbentes para los oligogases dentro del relleno. En esta primera fase los componentes orgánicos biodegradables. Purificación y recuperación del biogas. Dichos microorganismos son predominantemente anaerobios y se denominan metanogénicos o formadores de nitrógeno. etc. de la disponibilidad de los nutrientes. sulfuro de hidrógeno y metano debido a la disminución del potencial de óxido/reducción. Chimeneas perimétricas (horizontales y verticales) para la extracción del gas y para control de los olores. proteínas. Incineración del biogas del relleno. Sistemas de recuperación de energía a partir del biogas del relleno. En un relleno sanitario bien diseñado y operado. En esta fase la concentración de O2 disminuye por lo que se comienzan a dar condiciones de tipo anaerobio favoreciéndose la formación de gas nitrógeno.  Fase de maduración. Conclusiones . sufren una descomposición al ser colocados en el depósito. En esta fase se comienzan a degradar compuestos que anteriormente no se encontraban disponibles La duración de las fases en las que se producen los diversos gases variará en función de la distribución de los materiales orgánicos en el relleno sanitario. En el segundo paso (acidogénesis) se da la transformación de los compuestos del paso anterior en ácido acético.  Fase ácida. Barreras impermeables dentro de los rellenos.La generación de los gases en un relleno sanitario se produce en cinco o menos fases secuenciales:  Ajuste inicial. fúlvico y otros ácidos orgánicos.) en compuestos más pequeños que serán utilizados por los microorganismos como fuente de energía y de carbono estructural. ductos y red caminera comprometen una gran superficie del terreno que resulta degradada. Aseguramiento de calidad Sistemas de control de las aguas superficiales y de drenaje. El diseño y la construcción de un relleno sanitario es una actividad continua que termina cuando la capacidad disponible o permitida del relleno ha sido completada. Los derrames de petróleo y los desechos producen una alteración del sustrato original en que se implantan las especies vegetales dejando suelos inutilizables durante años.cat/pub/trerecpro/2012/hdl_2072_206396/PFC_RaquelAlonsoRiesco. Diseño del programa de mantenimiento Sistemas de monitoreo ambiental. para ello el plan de clausura y saneamiento deberá incluir los siguientes puntos: • • • • • • • • • Diseño de la conformación final Diseño paisajistico de la zona Diseño de la cobertura final.p df http://es.slideshare. Bibliografía https://ddd.html . Para su cierre es necesario desarrollar un plan de saneamiento y clausura. piletas de purga. esto con la finalidad de conformar con los residuos sólidos la conformación deseada del sitio para su uso posterior. baterías.mx/publicaciones/libros/345/implicac.inecc. Sistemas de control del biogas del relleno.slideshare. el cual debe estar diseñado antes de la finalización de la vida útil del relleno sanitario.uab.net/Raul4239690/contaminacion-por-hidrocarburos?related=1 http://es.Los efectos sobre el suelo: las zonas ocupadas por pozos.gob. playas de maniobra. Sistemas de control y tratamiento de los lixiviados.net/raulcc1950/contaminacion-del-suelo-por-hidrocarburos http://www2.