CONTAMINACION AMBIENTAL
La contaminación es uno de los problemas
ambientales más importantes que afectan a
nuestro mundo y surge cuando se produce
un desequilibrio, como resultado de la
adición de cualquier sustancia al medio
ambiente, en cantidad tal, que cause
efectos adversos en el hombre, en los
animales, vegetales o materiales
expuestos a dosis que sobrepasen los
niveles aceptables en la naturaleza.
Tradicionalmente el medio ambiente se ha
dividido, para su estudio y su interpretación,
en tres componentes que son: aire, agua y
suelo; sin embargo, esta división es meramente
teórica, ya que la mayoría de los contaminantes
interactúan con más de uno de los elementos del
ambiente.
Fuentes de contaminación
La contaminación puede surgir a partir de ciertas
manifestaciones de la naturaleza (fuentes
naturales) o bien debido a los diferentes procesos
productivos del hombre (fuentes
antropogénicas) que conforman las actividades de
la vida diaria.
Las fuentes que generan contaminación de origen
antropogénico más importantes son: industriales
(fábricas, actividad minera y petrolera), agrícolas
(plaguicidas), domésticas (basuras, excretas,
restos de jardinería) y transportes (gases de
combustión de vehículos).
Contaminación natural.
DEGASSING LAKE NIOS
Some 1,700 people living in the valley below Lake Nyos in northwestern Cameroon mysteriously died on the evening of August 26, 1986. Word of
the disaster spread, and scientists arrived from around the world. What they discovered was that the crater lake, perched inside a dormant volcano,
had become laden with carbon dioxide gas. This gas had suddenly bubbled out of the lake and asphyxiated nearly every living being in the
surrounding valley community
Contaminación antropogénica.
Contaminantes primarios
Entendemos por contaminantes primarios
aquellas sustancias contaminantes que
son vertidas directamente al medio
ambiente. Los contaminantes primarios
provienen de muy diversas fuentes dando
lugar a la llamada contaminación
convencional.
Su naturaleza física y su composición
química es muy variada.
Contaminantes secundarios
Los contaminantes secundarios no se
vierten directamente a la atmósfera
desde los focos emisores, sino que se
producen como consecuencia de las
transformaciones y reacciones químicas y
fotoquímicas que sufren los
contaminantes primarios en el seno de la
misma.
Es ejemplo de contaminación secundaria
la lluvia ácida.
Lluvia ácida
El pH de la lluvia puede disminuir por:
Fenómenos naturales como erupciones volcánicas (emisiones de
S02), incendios forestales (C02), actividad microbiana.
Fenómenos antropogénicos como el consumo de combustibles
fósiles por su contenido de azufre o por la generación de óxidos de
nitrógenos durante la combustión de ellos.
En la atmósfera los óxidos de nitrógeno y azufre son convertidos
en ácido nítrico y sulfúrico que vuelven a la tierra con las
precipitaciones de lluvia o nieve (lluvia ácida). Otras veces,
aunque no llueva, van cayendo partículas sólidas con moléculas de
ácido adheridas (deposición seca).
Algunas de las reacciones que dan origen a la lluvia ácida
SO2 + H2O --------> H2SO3
SO3+H2O --> H2SO4
2NO2+H20 --> HNO3 + NO2
Contaminación por metales pesados.
Según estimaciones, el material de la corteza terrestre
que la minería mundial remueve en un año equivale al
doble de los sedimentos que arrastran todos los ríos
del mundo. A los trabajos de extracción de los
minerales metálicos y a su posterior fundición y
purificación, hay que añadir los diversos procesos de
fabricación en sus múltiples aplicaciones. El resultado
es que cada año el hombre vierte en el medio
ambiente cantidades de elementos metálicos
abrumadoramente mayores que los aportes
originales que de estos mismos elementos hace
la naturaleza.
Tanta desmesura provoca la incorporación de metales
(puros o combinados) a las redes tróficas, afectando
tanto a vegetales como a animales. Al ingerir alimentos
( o agua) o respirar aire contaminado, el ser humano
corre graves peligros
Metales
De los 106 elementos conocidos por el hombre, 84 son
metales.
Hay que tener presente que los metales son materias
naturales que (desde la edad de hierro) han
desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de
las civilizaciones. El problema surge cuando prolifera su
uso industrial. Y su empleo creciente en la vida cotidiana
termina por afectar a la salud, por ejemplo entre 1850 y
1990 la presencia de plomo, cobre y zinc se multiplicó por
diez, con el correspondiente incremento de emisiones que
ello conlleva.
No todos los metales son peligrosos; algunos, pese a su
toxicidad, se presentan de forma muy escasa o
indisoluble, por lo que el número de estos productos
dañinos para la salud sólo engloba a unos pocos. De entre
ellos, destacan:
Hg, Pb ,As, Sb, Cd, Ni, Bi, Se, Co, Cu...
Metales pesados, definición .
Definición de MP:
No se dispone actualmente de una definición oficial o, al
menos, de una definición única generalmente aceptada. La
expresión MP se usa para aludir de un modo no muy preciso
a ciertos elementos metálicos, e incluso algunos semimetales
(As) y no metales (Se) de alta densidad, a los que se
atribuyen determinados efectos de contaminación ambiental,
toxicidad y eco toxicidad.
Elementos citados como MP por la legislación (Orden
MAM/304/2002, de 8 de febrero, por la que se publican las operaciones de
valorización y eliminación de residuos y la lista europea de residuos) :
metal pesado designa cualquier compuesto de
antimonio, arsénico, cadmio, cromo (VI), cobre,
plomo, mercurio, níquel, selenio, telurio, talio y
estaño, así como estas sustancias en sus formas
metálicas, siempre que éstas estén clasificadas
como sustancias peligrosas.
Metales pesados, propiedades.
La peligrosidad de los metales pesados es mayor al no
ser química ni biológicamente degradables. Una
vez emitidos, pueden permanecer en el ambiente
durante cientos de años.
Los metales pesados son peligrosos porque tienden a
bioacumularse. La bioacumulación significa un
aumento en la concentración de un producto químico en
un organismo biológico en un cierto plazo, comparada a
la concentración del producto químico en el ambiente
Metales pesados, Oligoelementos
Desde el punto de vista biológico, se distinguen dos
grandes grupos de metales pesados, aquellos que no
presentan una función biológica conocida y los que tienen
la consideración de oligoelementos o micronutrientes.
La presencia de los primeros en seres vivos, en cantidades
mínimas, lleva aparejada graves disfunciones orgánicas.
Resultan altamente tóxicos y pueden acumularse en los
organismos vivos. Son, principalmente: Cd, Hg, Pb, Ni, Sb,
As, Bi.
Los oligoelementos o micronutrientes se requieren en
pequeñas cantidades, o cantidades traza, por las plantas y
animales; todos ellos son necesarios para que los
organismos completen su ciclo vital pero superado un
cierto umbral se vuelven tóxicos.
Los siguientes elementos (listados alfabéticamente) son considerados oligoelementos en
humanos:
Arsénico Boro Bromo Cromo Cobalto Cobre Flúor Hierro Manganeso Molibdeno
Níquel Selenio Silicio Vanadio Yodo Zinc
Para otros elementos, como el litio, el estaño o el cadmio, su esencialidad no está
totalmente aceptada; incluso de la anterior lista no está clara la esencialidad del
bromo y el boro
Factores del suelo que afectan la
acumulación y disponibilidad
de los metales pesados
La toxicidad de un agente contaminante no sólo va a
depender de sí mismo sino que las características del suelo
donde se encuentre van a ser decisivas.
pH. Es un factor esencial. La mayoría de los metales tienden a
estar más disponibles a pH ácido, excepto As, Mo, Se y Cr, los
cuales tienden a estar más disponibles a pH alcalino.
Textura. La arcilla tiende a adsorber a los metales pesados, que
quedan retenidos en este sustrato. Por el contrario los suelos
arenosos carecen de capacidad de fijación de los metales
pesados, los cuales pasan rápidamente al subsuelo y pueden
contaminar los niveles freáticos.
Materia Orgánica. Reacciona con los metales formando complejos
de cambio y quelatos. Los metales una vez que forman quelatos o
complejos pueden migran con mayor facilidad a lo largo del las
rutas metabólicas de los seres vivos.
Condiciones redox. El potencial de oxidación-reducción es
responsable de que el metal se encuentre en estado oxidado o
reducido y esto condiciona su movilidad.
Etc.
Tabla que Plant y Raiswell (1983) sobre la
movilidad de los metales pesados en función
de las condiciones de pH y Eh.
Alto Eh Bajo Eh
La importancia de la especiación.
Las cantidades totales presentes en un suelo constituye un medida
poco representativa de la posible toxicidad de un metal pesado.
Resulta fundamental conocer la forma química bajo la que se
presenta, es decir la especiación, pues la toxicidad de un elemento es
muy distinta dependiendo de su presentación, que va a regular no
sólo su disponibilidad (según se encuentre disuelto, adsorbido, ligado
o precipitado) sino que también el grado de toxicidad que presente va
a depender de la forma química en sí misma.
No obstante, por su facilidad de medida y reproductibilidad, en los
estudios de contaminación se utilizan muy frecuentemente los valores
totales para definir los umbrales de contaminación.
En la bahía de Minamata, en el sur del Japón, se produjo una enfermedad
denominada "Enfermedad de Minamata", debida al consumo de pescado y
mariscos contaminados con metil mercurio, debido al paso de Hg++ a
metilmercurio por acción bacteriana.
Cadmio.
Efectos del cadmio:
Las características toxicológicas del Cadmio deriva sus de su
semejanza química con el cinc un oligoelemento esencial para las
plantas, los animales y los seres humanos. El cadmio es
biopersistente.
En seres humanos, la exposición a largo plazo se asocia a:
Disfunción renal.
Enfermedad obstructiva del pulmón y se ha ligado al
cáncer de pulmón, aunque los datos referentes al último son
difíciles de interpretar debido a los diferentes factores que
originan el cáncer.
Efectos en el tejido óseo (osteomalacia, osteoporosis) en
seres humanos y los animales.
Exposición al cadmio:
En general en la población no fumadora el camino principal de la
exposición está a través de alimento, con la adición del cadmio
en el suelo por vía agrícola desde varias fuentes (deposición
atmosférica y aplicaciones fertilizantes).
Una exposición adicional en los seres humanos se presenta a
través del cadmio en el aire ambiente, agua potable y con el
humo del tabaco.
Cadmio II.
Un ejemplo ilustrativo de la importancia de la
especiación y no de la cantidad total de un
determinado compuesto es el descrito por Iimura
et al (1977) referente al envenenamiento causado
por arroz en suelos de Japón con alto contenido
en Cd. Con técnicas tradicionales de cultivos no
se producían daños, al mantenerse el suelo en
condiciones reductoras todo el año. Ahora bien el
drenaje temporal realizado para facilitar el
laboreo causó la oxidación de S= a SO4= con la
que desciende el pH y hace que aumente la
concentración de Cd en disolución y por tanto en
el arroz provocando la disentería (itai-itai).
Arsénico.
Efectos del arsénico.
El Arsénico es uno de los más tóxicos elementos que pueden ser
encontrados.
La exposición al Arsénico inorgánico puede causar:
Irritación del estómago e intestinos, disminución en la producción de
glóbulos rojos y blancos, cambios en la piel, e irritación de los
pulmones. Se sugiere la
posibilidad de desarrollar cáncer: de piel, pulmón,
hígado y linfa.
A exposiciones muy altas de Arsénico inorgánico
puede causar infertilidad y abortos en mujeres,
pérdida de la resistencia a infecciones,
perturbación en el corazón y daño del cerebro
tanto en hombres como en mujeres. Finalmente,
el Arsénico inorgánico puede dañar el ADN.
El Arsénico orgánico no es causa de cáncer, ni
tampoco daña al ADN. Pero exposiciones a dosis
elevadas puede causar ciertos efectos sobre la salud
humana, como es lesión de nervios y dolores de estómago.
Emisiones del Arsénico
Los humanos pueden ser expuestos al Arsénico a través de la comida, agua y aire.
La exposición puede también ocurrir a través del contacto de la piel con suelo o agua
que contenga Arsénico.
Los niveles de Arsénico en la comida son bastante bajos, pero los niveles de Arsénico en
peces y mariscos pueden ser altos, porque los peces bioacumulan Arsénico del agua
donde viven. Por suerte éste está mayormente en forma de Arsénico orgánico menos
dañina, pero aún así peces que contienen pequeñas cantidades de Arsénico inorgánico
pueden ser un peligro grave para la salud humana.
La exposición al Arsénico puede ser más alta para la gente que trabaja con Arsénico,
para gente que bebe cantidades importantes de vino, para gente que vive en casas que
contienen conservantes de la madera que contienen este metal y gente que viven en
granjas donde el Arsénico de los pesticidas ha sido aplicado en el pasado.
El Arsénico puede ser encontrado de forma natural en la tierra en pequeñas
concentraciones, tanto en el suelo como en minerales y puede pasar al aire, agua y
tierra a través de las tormentas de polvo y las aguas de escorrentía.
La Lima. Los primeros análisis químicos revelan que al agua que
consumen más de 90 familias de las colonias 17 de Enero y La
Rosa, ubicadas frente al ex campo bananero Corozal dos, está
con un nivel de arsénico que puede ser dañino, dijo la alcaldesa
Alejandrina Meza.
Plomo.
Efectos del plomo
En la exposición de los seres humanos al
plomo pueden dar lugar a una amplia gama de
efectos biológicos dependiendo del nivel y
duración de la exposición. Los altos niveles de
la exposición pueden dar lugar a efectos
bioquímicos tóxicos en los seres humanos que
causan problemas en la síntesis de la
hemoglobina (anemia), efectos sobre los
riñones, aparato gastrointestinal, sistema
reproductivo, y daños agudos o crónicos
al sistema nervioso. Se tiende a acumular
en huesos y dientes. Los efectos son más
graves en niños y fetos.
Punteado basófilo de los hematíes en una
intoxicación por plomo de origen alimentario
Emisión de plomo
El plomo en el ambiente se presenta de fuentes naturales y antropogénicas.
La exposición puede ocurrir a través del agua potable, del alimento, del aire,
del suelo y del polvo de la vieja pintura que contiene plomo. La población
adulta no fumadora tiene como principal fuente de exposición el alimento, el
agua, el aire y polvo/tierra son los caminos potenciales principales de la
exposición para los niños y jóvenes. Para los niños hasta 4 o 5 meses de la
edad, las fórmulas de la leche y el agua son las fuentes significativas.
Su producción ha crecido constantemente. Hay amplias categorías del uso:
baterías, añadidos de la gasolina, aleaciones, pigmentos , munición …...
MERCURIO.
Efectos del mercurio
Es una sustancia tóxica que no tiene ninguna
función conocida en bioquímica humana o fisiología
y no aparece naturalmente en organismos vivos. El
envenenamiento por mercurio se asocia a
temblores, y/o cambios psicológico, junto con el
aborto espontáneo y malformación congénita.
Entre 1953 a 1960, ciento once japoneses se intoxicaron en
“Minamata", por consumir pescado y moluscos que habían
acumulado en su organismo mercurio,(Hg). El responsable de
esta contaminación, "el grupo Chisso", negó durante varios
años todas las evidencias. Entre las victimas, 49 murieron en
medio de sufrimientos atroces, mientras que otros 19 niños
nacieron afectados de malformaciones articulares y lesiones
neurológicas irreversibles. Este tipo de intoxicación por
mercurio recibió el nombre, a partir de entonces de
"enfermedad de Minamata".
Emisión de Mercurio:
El camino principal para la llegada del mercurio a los seres humanos es a través
de la cadena de alimento y en menor medida la inhalación.
La fuente natural principal del mercurio es el degassing de la corteza de tierra,
de emisiones de los volcanes y de la evaporación de aguas de superficie
naturales.
La explotación minera mundial del metal conduce a las descargas en la
atmósfera. El uso del mercurio es extenso en procesos industriales y en los
varios productos (Ej. baterías, lámparas y termómetros).También es utilizado
extensamente en odontología como amalgama para los rellenos y por la industria
farmacéutica.
El motivo de la preocupación que suscita este metal son las formas
extremadamente tóxicas en las cuales el mercurio puede existir en la atmósfera.
El curso de su vida atmosférica es largo (de la orden de 1 año), su forma
gaseosa significa que la emisión, el transporte y la deposición del mercurio es
una emisión global. Los procesos biológicos naturales pueden concentrarlo
bioconcertrarlo, especialmente en el pescado (hasta 3000 veces superior al agua
donde viven). Estas formas de mercurio: monometilmercurio y dimetilmercurio
son altamente tóxicas
Efectos del níquel
Las cantidades pequeñas de níquel son necesarias para
producir las células rojas de la sangre (oligoelemento).
En cantidades excesivas, pueden llegar a ser tóxicos. La
sobre exposición a corto plazo al níquel no se sabe que
cause ningún problemas de salud, pero la exposición a
largo plazo puede causar peso corporal disminuido,
daño del corazón y del hígado, e irritación de piel
(reacciones alérgicas).
El níquel puede acumularse en la vida acuática, pero su
presencia no se magnifica a lo largo de cadenas de alimento.
Efectos del selenio
Es necesario para los seres humanos y otros
animales en cantidades pequeñas.
La inhalación en cantidades grandes puede
irritar los ojos, la nariz, la garganta, y el
tracto respiratorio.
La acumulación de selenio en el tejido vivo, es
causada por la ingestión de selenio en pescados y
otros organismos. Los problemas de salud que el
exceso de selenio en los tejidos ocasiona
incluyen pérdida del pelo y de las uñas, daño
al riñón y al hígado, daño al sistema
circulatorio, y un daño más severo al
sistema nervioso.
Efectos del antimonio
El antimonio es un metal usado en el compuesto
del trióxido de antimonio, es un retardador de la
llama. Puede también ser encontrado en baterías,
pigmentos, cerámica y cristal.
La exposición a altos niveles del antimonio por
períodos del tiempo cortos causa náuseas,
vómitos, y diarrea.
Hay poca información sobre los efectos de la
exposición a largo plazo del antimonio, pero
es un agente carcinógeno humano
sospechado.
La mayoría de los compuestos del antimonio no
son bioacumulables en la vida acuática.
Efectos del cromo.
El cromo se utiliza en el cemento, aleaciones del
metal y los pigmentos para las pinturas, el papel,
el caucho, y otros materiales.
La exposición baja puede irritar la piel
(dermatitis) y causar la ulceración. La
exposición a largo plazo puede causar daño
del riñón y en el hígado, es típica la
aparición de perforaciones en el tabique
nasal. Tras una intoxicación masiva en Japón se
asoció con aumento de cáncer de pulmón.
El cromo se acumula a menudo en las plantas y
animales acuáticos (hasta 4000 veces por encima
de los niveles normales
Efectos del cobre
El cobre es una sustancia esencial a la vida
humana, es un oligoelemento.
En altas dosis puede causar anemia, daño
del hígado y del riñón, irritación del
estómago e intestino y daños cerebrales .La
gente con la enfermedad de Wilson (exceso de
cobre en el organismo por trastorno enzimático)
tiene mayor riesgo de padecer enfermedad por la
sobre exposición al cobre.
La vía de entrada es digestiva, por utilización de
agua potable conducida por tuberías de cobre,
cocinar con cacharros de cobre y por consumir
productos tratados con alguicídas a base de
cobre.
RESTAURACIÓN AMBIENTAL
RESTAURACIÓN AMBIENTAL
REMEDIACIÓN
Antes de iniciar trabajos de restauración ambiental es necesario hacer
un proyecto que defina el proceso que se va a seguir y, estime la
relación costo/beneficio de la restauración.
La elaboración del proyecto normalmente incluye trabajo de campo
en el sitio contaminado, trabajo de laboratorio y trabajo de
gabinete.
El trabajo de campo consiste fundamentalmente en la caracterización
del escenario de exposición, incluyendo el muestreo del sitio y la
identificación de las poblaciones en peligro potencial (identificar el
peligro).
El trabajo de laboratorio consiste en el análisis de las muestras
ambientales y la realización de las pruebas de tratabilidad de las
muestras de medios contaminados que se desean limpiar.
El trabajo de gabinete consiste fundamentalmente en la obtención y
procesamiento de información, selección y uso de modelos
matemáticos para predecir el comportamiento de las sustancias
tóxicas (transporte, degradación, y otras propiedades de las
substancias tóxicas).
Con el trabajo de campo y de laboratorio, más la información
obtenida se hace la evaluación de riesgos y se toma la decisión de
intervenir o no el sitio.
Análisis de riesgos.- Metodología y Técnicas
El proceso de análisis de riesgos se puede pensar como formado de cuatro
fases interrelacionadas, cada una con ciertos métodos y técnicas:
Identificación del Peligro
En esta fase la pregunta que se trata de contestar es: ¿existe el peligro?
Para contestar esta pregunta se tiene que recurrir a la toxicología, la cual
hace uso de estudios epidemiológicos, estudios in vivo en modelos animales,
pruebas realizadas in vitro, así como estudios de estructura/actividad.
Evaluación de riesgos
Esta fase tiene como meta estimar la probabilidad y severidad de que se
produzca un daño. Se debe considerar: 1º) evaluación de la
fuente/mecanismo de emisión, 2º) evaluación de la exposición, 3º) evaluación
de dosis/respuesta y 4º) caracterización del riesgo.
Determinación de la significación del riesgo
La fase involucra juicios y negociaciones para resolver la cuestión de qué
nivel de riesgo es tolerable (Dosis de referencia).
Comunicación de Riesgos
En esta fase los actores involucrados transfieren o intercambian información
acerca de los niveles de riesgos para la salud o el ambiente, la importancia
de esos riesgos, tipos de decisiones, acciones o políticas con que se cuenta
para controlar o manejar los riesgos.
Tecnologías de restauración ambiental
El desarrollo tecnológico en destoxificación ambiental se ha
orientado hacia el diseño de procesos físicos, químicos,
biológicos o combinaciones de ellos que tengan las
siguientes características:
que transformen los tóxicos ambientales en substancias menos
peligrosas para el hombre ya sea porqué :
los destruya completamente
disminuya su toxicidad
disminuya su concentración en los medios que entran en contacto
con las poblaciones humanas
los riesgos para la salud durante el proceso de limpieza deben
de ser tolerables
los riesgos remanentes, después de terminada la restauración,
deben ser iguales o menores que los establecidos en las metas
de restauración.
que la transformación se lleve a cabo en el sitio mismo donde se
encuentran los tóxicos, de ser posible sin tener que desplazar,
dentro del sitio, el medio contaminado (técnicas in situ).
que logren la disminución o eliminación del peligro para la salud
en tiempos y costos razonables.
Tecnologías de remediación:
clasificación
con base en su estado de
desarrollo: tradicionales e
innovadoras.
lugar en donde se realizan: in situ y
ex situ.
Tecnologías establecidas o
tradicionales
Existe suficiente información disponible acerca de sus
costos y eficacia. La idea de estos métodos es limitar
la disponibilidad y movilidad de los contaminantes
contenidos en los residuos contaminados.
Sin embargo, muchos de estos métodos no reducen la
toxicidad o el volumen de los metales presentes.
Entre las tecnologías de remediación tradicionales
usadas con más frecuencia para la limpieza de sitios
contaminados con metales, se encuentran:
vitrificación in situ, excavación y disposición, lavado e
inundación de suelos, solidificación, uso de cubiertas
sobre los residuos y tecnologías de bombeo y tratamiento
para el caso de aguas y lodos
Tecnologías innovadoras
Son tecnologías de tratamiento alternativas, cuyo
número reducido de aplicaciones limita la
información acerca de datos relativos a costos y
eficacia.
La aplicación de este tipo de tecnologías nació
como resultado de la observación de que los
humedales (wetlands) removían, de manera
natural, metales contenidos en aguas.
Las tecnologías innovadoras incluyen:la
biorremediación, la inundación de suelos. el
tratamiento químico, la fitorremediación,etc
Lugar de tratamiento
Con base en el lugar en donde se lleva a cabo el
tratamiento de un suelo las tecnologías se pueden
clasificar en tecnologías in situ y ex situ.
In situ. Los tratamientos in situ son aquellos que
permiten tratar el suelo contaminado sin la
necesidad de excavar y transportar el suelo fuera
de la zona (espacio) contaminada, lo cual genera
una disminución de los costos. Generalmente
requiere de periodos largos, además de que
existe la posibilidad de que el tratamiento de
remediación no sea uniforme dada la variabilidad
de las características del suelo.
Ex situ. Los tratamientos ex situ son aquellos que
requieren de una excavación del suelo
contaminado antes de realizar los procesos de
remediación, lo cual incrementa los costos.
Este tipo de tratamiento generalmente requiere
de periodos cortos y presenta una mayor certeza
en la uniformidad de los procesos empleados
debido a que se puede obtener una adecuada
homogeneización del suelo.
En general, existe un mejor manejo del suelo
contaminado (mezclado, tamizado), sin embargo,
esto puede presentar condiciones de exposición a
los trabajadores y a las poblaciones.
1) Métodos biológicos:
Biorrestauración
También se le conoce con el nombre de “medidas biocorrectivas”.
Consisten en el uso de microorganismos para degradar las
substancias tóxicas, de ser posible, convirtiéndolas en bióxido de
carbono, agua y sales minerales inocuas.
La biorrestauración se usa para la eliminación de tóxicos en suelo y
agua.
La biorrestauración in situ consiste, en modificar las condiciones
físicoquímicas en la zona contaminada para que se incremente,
tanto el número de microorganismos capaces de degradar los
tóxicos presentes, como su tasa metabólica. Las ventajas
principales de estos procesos son:
no producen polvos tóxicos durante el proceso de limpieza, porque no
se tiene que excavar y desplazar el suelo contaminado
se pueden tratar grandes cantidades de tierra a la vez.
La desventaja principal es:
que el tratamiento in situ es más lento que los procesos ex situ y
pueden durar varios años.
Proceso de Biorremediación in situ de agua y suelo.
Proceso de Biorremediación ex situ de agua y suelo.
Fito-restauración
Consiste en utilizar cultivos de plantas
para eliminar tóxicos presentes en agua y
suelo. Se han utilizado para eliminar
iones metálicos, plaguicidas, disolventes,
explosivos, derrames de hidrocarburos
(tanto crudos como compuestos
poliaromáticos) y lixiviados de basureros
tóxicos.
Las plantas pueden fijar los tóxicos o bien
pueden metabolizarlos tal como lo hacen
los microorganismos en los procesos de
bio-restauración.
Fitoextracción
Es la captación de iones metálicos por las raíces de la
planta y su acumulación en tallos y hojas. Hay plantas
que absorben selectivamente grandes cantidades de
metales acumulandoen los tejidos concentraciones
mucho más altas que las presentes en el suelo o en el
agua.
Este proceso se ha utilizado para eliminar
hidrocarburos de agua y suelo con cultivos alfalfa,
álamos, enebro.
En la zona contaminada se plantan las especies que se
seleccionan. Cuando las plantas crecen se recolectan y
se incineran. Las cenizas se pueden lavar para
recuperar los metales o bien, pueden confinarse en
vertederos de tóxicos, con la ventaja de que ocuparán
un espacio mucho menor que el que se usaría si se
desechara el suelo contaminado.
Rizofiltración
Es similar a la fitoextracción, pero en lugar de
cultivar las plantas en el suelo, se cultivan en
invernaderos por procesos hidropónicos. Las
plantas se cultivan en tanques con agua
contaminada y los tóxicos quedan fijados en sus
raíces. A medida que las raíces se saturan del
tóxico se van cortando y eliminando. Este método
se probó satisfactoriamente para eliminar iones
radioactivos en las lagunas contaminadas en el
accidente de la planta nuclear de Chernobyl.
Usaron plantas de girasol.
Fitodegradación
Es un proceso por medio del cual las plantas
degradan compuestos orgánicos. Los compuestos
son absorbidos y metabolizados. Muy
frecuentemente los metabolitos que producen
tienen actividad de fitohormonas (aceleran el
crecimiento de las plantas). Se han encontrado
plantas que degradan residuos de explosivos,
disolventes clorados como el TCE, herbicidas, etc.
Las plantas también favorecen la degradación
microbiológica en la rizósfera. La flora microbiana
del suelo es más abundante en las cercanías de
las raíces, por lo que los procesos similares a la
biodegradación tienen lugar a una velocidad
mayor que en el resto del suelo, sin necesidad de
estimular artificialmente la actividad microbiana.
Bombeo biológico
Cuando las raíces de los árboles llegan hasta el
manto freático absorben una gran cantidad de
agua. Hay una variedad de álamo (Populus
deltoides) que absorbe más de un metro cúbico
de agua por día. Esta característica de los árboles
se puede utilizar para impedir que las aguas
superficiales contaminadas lleguen a los acuíferos
que se usan para suministro de agua potable, o
bien para que se prevenga que aguas
contaminadas lleguen a sitios donde pudieran
causar problemas.
Fitovolatilización
Cuando los árboles absorben agua
contaminada con compuestos orgánicos
volátiles, eliminan la gran mayoría del
COV (compuestos orgánicos volátiles) en
la evotranspiración de las hojas. Los
álamos transpiran aproximadamente el
90% del TCE (tricloroetilo) que absorben.
El resultado neto de este proceso es, el
que los árboles transfieren a la atmósfera
el TCE que se encuentra en el acuífero.
Fitorrestauración.
2)Métodos químicos:
a) Deshalogenación
Es un proceso por medio del cual, se reduce el número de átomos de
halógeno que se encuentra en una molécula orgánica. Los
compuestos polihalogenados son tóxicos y, la disminución del número
de halógenos en la molécula disminuye su toxicidad . Por ejemplo; a)
los bifenilos policlorados se usaron en los transformadores de alta
tensión, porque son buenos conductores térmicos y al mismo tiempo,
son aislantes eléctricos y no son inflamables, b) DDT se usó como
insecticida en la agricultura y en el control de insectos vectores de
enfermedades c) TCE, PCE, etc. se han usado como disolventes de
grasas en el lavado en seco y en el desengrase de partes mecánicas y
eléctricas, d) se usan compuestos clorados en el saneamiento de
agua, etc.
Para utilizar la deshalogenación química es necesario extraer el suelo
contaminado y eliminarle las partículas mayores (piedras, palos, etc.).
Esto hace necesario que en el sitio se disponga de una área adecuada
para hacer esta tarea.
b) Polietilenglicol-potasa
En este proceso, la tierra contaminada
con bifenilos policlorados se mezcla con el
reactivo APEG (Poli Etilén Glicol Alcalino)
y se calienta, a 150° C durante 4 horas,
en una retorta. El compuesto policlorado
reacciona con el APEG substituyendo los
átomo de cloro por residuos de poli etilén
glicol.
c) Deshalogenación catalítica
La tierra contaminada se mezcla
con bicarbonato de sodio, en una
relación de 5/1 y se calienta a
400°C. Los compuestos orgánicos
se volatilizan, la tierra que sale del
reactor se considera limpia y se
envía de nuevo al sitio de donde se
extrajo.
3) Muros de tratamiento
El proceso consiste en hacer pasar la corriente de
agua contaminada por una pared reactiva
permeable.
El tóxico disuelto en el agua, al pasar por el lecho,
reacciona con el empaque, transformándose en
un compuesto no tóxico o en un compuesto
insoluble que queda atrapado en el lecho. El
resultado es que el agua contaminada que llega a
la pared reactiva al salir ya no lleva tóxicos
disueltos.
Hay varios tipos de muros según los mecanismos
de eliminación: degradación, precipitación y
sorción.
Muros de Tratamiento.
Tipos de Muros:
Barreras de degradación
Causan reacciones químicas que descomponen el tóxico
presente en el agua del acuífero y lo convierten en una
sustancia inocua. Por ejemplo; los muros de polvo de hierro
producen la deshalogenación reductiva de compuestos
policlorados, tales como el TCE, PCE, DCE, TCA.
Barreras de precipitación
En estas barreras, los iones metálicos presentes en el agua se
pueden precipitar y los compuestos insolubles quedan
atrapados en la barrera. Por ejemplo; al hacer pasar aguas
ácidas contaminadas con plomo por una barrera de piedra
caliza, el agua se neutraliza, el plomo se precipita y el resto
de la barrera actúa como filtro.
Barreras de sorción
En este caso, el empaque del muro es una sustancia que
adsorbe (fija en superficie) o absorbe (fija en el interior) el
tóxico, por ejemplo puede ser carbón activado o ceolitas.
4) Extracción
Son procedimientos que se pueden hacer in situ o ex situ,
normalmente no degradan el tóxico, sino que lo transfieren del
medio contaminado a otro medio, donde puede ser destruido,
utilizando cualquiera de los métodos químicos o biológicos que se
describieron anteriormente, o bien pueden incinerarse o confinarse.
Normalmente la transferencia de un medio a otro va acompañada
de una reducción considerable del volumen de material a tratar o
confinar.
Enjuague del suelo in situ
El procedimiento consiste en disolver los tóxicos absorbidos en las
partículas de suelo utilizando soluciones de lavado. Para lograr lo
anterior se perforan pozos de inyección y extracción, cuya
localización y profundidad depende de las condiciones del sitio. Por
los pozos de inyección se introduce agua a la que se le puede
agregar ácidos (clorhídrico o nítrico), bases (hidróxido de sodio o
amoniaco), detergentes, disolventes orgánicos (alcohol etílico) o
mezclas de ellos. Por los pozos de extracción se colectan las aguas
de lavado, las cuales se tratan para eliminarles los tóxicos extraídos
y volverlas a utilizar en la preparación de soluciones de lavado.
Extracción de vapores
Frecuentemente la extracción de vapores se combina con
biodegradación de tal manera que, los tóxicos 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. Este
procedimiento se utiliza en la eliminación de derrames de
combustibles (hidrocarburos)
Lavado del suelo
Es un procedimiento ex situ en el que el suelo contaminado se remueve
y se le eliminan las partículas mayores (piedras, palos, etc.). El suelo
cribado se lava con soluciones acuosas similares a las descritas
anteriormente. Lo que se logra con esta técnica es reducir el volumen
de material que se procesa o confina.
Extracción con disolventes
Es también un proceso de lavado de suelo ex situ en el que se usan
disolventes orgánicos en lugar de soluciones acuosas.
Desorción térmica
Es un procedimiento ex situ que consiste en calentar en un horno
rotatorio la tierra contaminada extraída por excavación y cribada . El
tóxico se evapora y se recolecta, ya sea para reutilizarse o para
destruirse.
5) Técnicas de control
El propósito de las técnicas de control es confinar la
contaminación existente en los medios que ya están contaminados
evitando que ésta se distribuya a otras regiones.
Las medidas de control pasivas consisten en evitar que se
presenten lixiviados, que se propaguen las plumas de
contaminación en los acuíferos y en desviar corrientes
superficiales. Estas medidas se pueden utilizar en conjunto con
métodos para eliminar la contaminación tales como bombeo y
tratamiento.
Se pueden construir barreras impermeables, paredes con tortas
filtrantes, paredes de mortero o paredes metálicas.
MAREAS NEGRAS: El caso del
Prestige.
Ricardo Anadón.Dpto de Biología de
Organismos y Sistemas
Intermareal rocoso
Playa de Cantabria. Foto de satélite
Playas de cantos
Llanuras de arena