Contaminación del suelo

Climax. Materia orgánica e inorgánica. Propiedades. Sustancias contaminantes. Residuos industriales. Biometilización. Control. Tratamiento

  • Enviado por: Luis Cerro
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 22 páginas
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EL SUELO: CONTAMINACIÓN Y SU TRATAMIENTO.

1.- EL SUELO

1.1.-EL SUELO

El suelo es una mezcla de materia orgánica, partículas minerales y aire en proporciones variables.

La formación del suelo, es un proceso dinámico y muy lento, nace y evoluciona bajo acción de los “factores activos” del medio, el clima y la vegetación.

El factor climático tiene la propiedad de conseguir suelos análogos a partir de rocas madres diferentes.

El suelo, se originó como consecuencia de la desintegración física en pequeños fragmentos de la roca madre. La vegetación que se desarrolla sobre el suelo va dejando cierta cantidad de residuos constituyéndose así el soporte orgánico.

En función de un relieve y de un clima determinado, la evolución progresiva de este suelo puede ser erosiva o sedimentaria. La vegetación, fauna y microorganismos que se adaptan a esta situación intervienen a su vez poderosamente en el proceso de maduración del suelo.

La doble evolución de los perfiles del suelo y de la vegetación asociada conducen a un equilibrio denominado clímax, pero para llegar a esto hacen falta varios centenares de años.

CONSTITUYENTES Y ESTRUCTURA DEL SUELO:

Un suelo es un sistema biogeoquímico que mantiene con la biosfera, la atmósfera y la hidrosfera un intercambio de materia y energía.

La multitud de constituyentes que lo forman se distinguen por termino medio en tres categorías:

1ª Categoría: Aproximadamente el 45%. Es la materia inorgánica o mineral (especies iónicas, carbonatos, sulfuros,…)

2ª Categoría: Aproximadamente el 5%. El la materia orgánica. (sustancias húmicas, proteínas, sales…)

3ª Categoría: El 20% o 30% restante de los constituyen las fases liquidas y gaseosas ocupando los espacios porosos existentes entre las partículas sólidas.

Esta distribución de los materiales que constituyen el suelo, no es homogénea y según evoluciona el suelo, pasa de ser superficial al principio hasta hacerse cada vez más profundo destacándose así extractos sucesivos de color, textura y estructura diferentes, denominados horizontes. El conjunto de estos horizontes constituyen el perfil de un suelo y es el estudio de este perfil lo que refleja la acción de procesos bioquímicos y físico-químicos que han tenido lugar en él.

En un suelo bien desarrollado se distinguen en profundidad 3 horizontes A, B, C:

A! * Capa superficial (profundidad máxima 0.5 m.)

* Constituido mayoritariamente por materia orgánica.

* Color oscuro.

* Partículas muy finas.

* Muy poroso.

B! * Subsuelo (profundidad máximo 1 metro)

* Formado por productos de alteración de las rocas subyacentes y recibe material orgánico y mineral de horizonte superior.

* Color pardo-rojizo por la presencia de oxido de hierro.

C! * El más profundo.

* Formado por material disgregado del fondo rocoso.

* Cantos sueltos con una matriz de arcilla y arena que cada vez son mas numerosas y de mayor tamaño.

MATERIAL SÓLIDO DEL SUELO:

El material sólido que forma parte del suelo es muy diverso y se divide en dos clases: material orgánico y material inorgánico.

MATERIAL INORGÁNICO:

Partículas coloidales: Provienen de la erosión de las rocas subyacentes y están constituidos por minerales arcillosos. Tienen gran capacidad de adsorción convirtiéndose en almacenes de agua y nutrientes para las plantas.

Minerales: Los principales son el cuarzo y diversos silicatos procedentes de la disgregación de las rocas ígneas y metamórficas.

Oxidos: Principalmente los óxidos de hierro de ahí la típica coloración ocre. Y en menor proporción los óxidos de magnesio, titanio, aluminio y cinc.

Los carbonatos: El principal es el carbonato cálcioco, son una gran fuente de carbono con abundante presencia en el suelo.

MATERIAL ORGÁNICO:

Consiste en una mezcla de biomasas, plantas parcialmente degradadas, organismos vivos microscópicos y el humus.

El humus es el residuo originado por la acción de hongos y bacterias sobre las plantas y esta compuesto por una fracción soluble y una fracción insoluble: la humina. Este componente desempeña un papel importante en los procesos físicos y químicos que tienen lugar en el suelo.

PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS:

Cada suelo se caracteriza por sus propiedades físicas y químicas. El conocimiento de las características fisico-químicas de un suelo, nos permitirá preveer la dinámica de las sustancias contaminantes:

LA POROSIDAD: Condiciona la movilidad de los compuestos solubles y de los volátiles.

LA TEMPERATURA: De ella dependen los procesos de alteración de los materiales originarios o la difusión de los contaminantes.

LOS PROCESOS ÁCIDO-BASE: Influyen en el grado de descomposición de la materia orgánica y de los minerales, en la solubilidad de algunos contaminantes y en conjunto, los procesos controlados por el pH del suelo.

LAS REACCIONES REDOX: Originados en el metabolismo de los microorganismos del suelo, afectan a elementos naturales y contaminantes.

LAS PROPIEDADES COLOIDALES: Explican los procesos de agregación e inmovilización de partículas.

LAS INTERACCIONES SUPERFICIALES: Como por ejemplo la adsorción entre componentes del suelo y otros compuestos ya sean naturales o contaminantes.

LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO IÓNICO: Corresponde a la cantidad de iones metálicos que una determinada cantidad de suelo es capaz de intercambiar. Estos intercambios son vitales para que los iones metálicos pueden acceder a la planta.

La modificación o transformación por contaminación, deforestación,… de alguno de los factores que conforman un suelo implica un desequilibrio que afecta al resto de los factores y activa normalmente, procesos de regresión en ese suelo.

TIPOS DE SUELO:

Clasificaremos los suelos de una manera general eligiendo las condiciones climáticas como principal factor, porque el clima proporciona al suelo un carácter típico determinado con independencia del tipo de roca madre del que procede.

I.- PODZOL:

  • Suelo de climas húmedos y fríos

  • Tiene abundante materia vegetal

  • Horizonte A: Arenoso y de carácter ácido.

  • Horizonte B: Recibe materiales coloidales que son arrastrados hasta las zonas más profundas formando en ellos una zona endurecida.

II.-CHERNOZEN:

  • Suelo de regiones con clima húmedo y veranos cálidos.

  • Horizonte A: rico en humus y en óxidos de hierro lo que le da un color pardo-amarillento.

  • Horizonte B: rico en carbonato cálcico lo que le da un color gris-pardo.

III.- LATERITAS:

  • Suelo de regiones tropicales de clima cálido y húmedo

  • Horizonte A: prácticamente inexistente.

  • Horizonte B: rico en óxidos de hierro y aluminio lo que le da un color rojizo.

IV.- SUELOS DESÉRTICOS:

  • Suelo de regiones de clima desértico.

  • Horizonte A: Color gris claro.

  • Horizonte B: En el se forman nódulos de carbonato cálcico por las aguas de infiltración.

1.2.- CONTAMINANTES DE LOS SUELOS.

GENERALIDADES:

Entre los múltiples elementos y compuestos que conforman un suelo natural, se encuentran sustancias que por sus características pudieran considerarse contaminantes pero que salvo excepciones se encuentran en el suelo, en niveles traza.

Se entiende por suelo contaminado una porción delimitada de terreno (superficial o subterráneo) cuyas cualidades originales han sido modificadas por la acción humana al incorporarse algún factor que según la clasificación de agentes contaminantes podría ser:

Contaminación física: Con variaciones en parámetros como temperatura y radiactividad.

Contaminación biológica: Al incluir putrefacción de especies o cepos patógenos.

Contaminación química: Por la adición de elementos o compuestos en concentraciones que alteran la composición originaria del suelo.

El criterio para establecer el umbral máximo de concentración para posibles agentes contaminantes de los suelos debe ser su capacidad para degradar la calidad del mismo al perder características originales generándose por tanto un riesgo o daño al medio ambiente.

La variedad y cantidad de productos contaminantes de un suelo es prácticamente inabarcable por lo que solo recogemos aquí los grupos más característicos y peligrosos de contaminantes químicos:

METALES PESADOS:

La presencia natural de metales en el suelo es en cantidad de traza. El riesgo se produce cuando se acumulan en grandes cantidades en el suelo.

CONTAMINANTES INORGÁNICOS:

Los contaminantes inorgánicos están presentes en el suelo de forma natural pero en concentraciones reguladas por los ciclos biológicos asociadas a cada suelo. La sobresaturación de alguno de ellos hace que se alcancen concentraciones considerables como contaminantes alterando así los ciclos de regulación.

3.- CONTAMINANTES ORGÁNICOS:

Constituyen un grupo formado por un elevadísimo número de sustancias que en su gran mayoría están producidas por el hombre. Estas sustancias tienen diferentes efectos en el medio siendo muchas de ellas altamente tóxicas.

En la tabla adjunta (página siguiente) se exponen los estandards holandeses de concentraciones de contaminantes del suelo, debido a que ni España ni en la mayoría de los países existen normativas al respecto.

NOTAS TABLA:

NIVEL A: Valor indicativo de referencia. Se considera que por encima de él hay contaminación.

NIVEL B: Valor de evaluación. Los contaminantes que se presenten con cifras superiores a él deben ser investigados cuidadosamente para determinar las posibilidades de utilización del suelo.

NIVEL C: Contempla valores por encima de los cuales el suelo debe ser saneado.

LOS RESIDUOS COMO AGENTES CONTAMINANTES DE LOS SUELOS:

La proximidad física del suelo hace que este sea el lugar al que con más probabilidad vayan a parar residuos originados por la actividad del hombre. Estos son rápidamente incorporados al suelo a través de procesos degradativos.

En un principio eran fácilmente metabolizados y asimilados por la naturaleza pero a medida que la sociedad fue creciendo industrialmente y demográficamente, los residuos generados son cada vez más y más peligrosos.

La época actual esta muy marcado por la sociedad de consumo pero además existe otro agravante y es la cantidad diaria que en el planeta se genera de todo tipo de residuos que aunque puedan ser degradados de forma natural, el tiempo que para ello se necesitará es tan elevado que son focos potenciales de contaminación.

Las consecuencia de este aumento de residuos son por una parte la disminución de las materias primas y por otra, que el abandono incontrolado de estos residuos origina serios problemas ambientales. Esto nos lleva a la conclusión de que se produce una dispersión de los contaminantes y por lo tanto la magnificación del problema.

En este momento se entiende por residuos aquellos productos generados en las actividades de producción y consumo que no alcanzan en el contexto en el que son producidas, ningún valor económico pudiendo ser debido tanto a la falta de tecnología adecuada para su aprovechamiento como a la inexistencia de un mercado para los posibles productos a recuperar.

CLASIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS.

Los residuos industriales son los contaminantes principales de los suelos y se pueden clasificar del siguiente modo:

RESIDUOS INERTES:

No representan riesgo alguno para el medio ambiente. Son desechos de características abrasivas que no necesitan tratamiento alguno para su disposición en el medio ambiente.

2 ) RESIDUOS URBANOS O ASIMILABLES A URBANOS:

Son los residuos fermentales y combustibles obtenidos en las distintas actividades de los núcleos de población. La solución mas adecuada es su recogida y tratamiento como basuras domiciliarias.

3 ) RESIDUOS ESPECIALES:

Estos suponen un grave riesgo para la salud humana y el medio ambiente: requieren por lo tanto un tratamiento especial. Entre estos residuos especiales, distinguimos los residuos tóxicos y peligrosos de los residuos radiactivos.

A.- RESIDUOS TÓXICOS PELIGROSOS:

Son aquellos materiales que siendo el resultado de un proceso de producción o transformación, su productor destina al desecho. En su composición contienen sustancias o materiales constituyentes en una concentración que da un carácter de peligrosidad.

En las diferentes normativas siguen un procedimiento común para establecer la peligrosidad de un residuo:

- Que se encuentre catalogado como especial.

- Que contenga sustancias tóxicas.

- Que al someterse al test de toxicidad o peligrosidad, no supere alguno de ellos.

En la normativa española se considera un residuo tóxico o peligroso cuando tiene alguno de los constituyentes del cuadro A (“Agentes contaminantes”) o presenta características del cuadro B (que son los que miden la peligrosidad de manera directa por sometimiento de una muestra de residuo a un test). (Páginas posteriores).

B.- RESIDUOS RADIACTIVOS.

Son materiales de desecho que contienen o están contaminados con nucleoides inestables. Esta propiedad que presentan los núcleos de algunas especies atómicas consiste en una desintegración espontanea de los mismos, con emisión de partículas y radiaciones electromagnéticas.

Estos residuos radiactivos se pueden clasificar como veremos en la tabla y los parámetros a considerar en esta clasificación son los siguientes.

  • el estado físico: puede ser sólido, liquido o gaseoso.

  • el periodo de semidesintegración: es de importancia con vista a un almacenamiento definitivo.

  • la actividad específica: es el número de desintegraciones nucleares por unidad de tiempo y de masa del material radiactivo.

  • la naturaleza de la radiación: condiciona las barreras de protección.

  • la toxicidad de los residuos radiactivos: este parámetro radica en las radiaciones ionizantes que emiten los radionucleoides en ellos contenidos.

  • la cantidad de radiactividad contenida en los residuos por unidad de volumen o masa.

1.3.- FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LOS SUELOS.

El abandono o depósito de todo tipo de contaminantes en el suelo ha sido durante décadas una solución efectiva y barata para deshacerse de estos residuos.

En los años 60 y 70 se evidencia el error de estas practicas al producirse en diversos países notables casos de intoxicación en la población por los residuos enterrados durante años.

En España hasta hace poco tiempo no han existido instalaciones adecuadas para el tratamiento eliminación de residuos industriales tóxicos y peligrosos y actualmente la capacidad de los existentes es muy inferior a las necesidades reales.

CLASIFICACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DE LOS SUELOS:

Las formas de contaminación de un suelo con orinen antropogénico común, se pueden clasificar de diferentes modos (no excluyentes entre sí):

  • Superficial:

Deriva de una acumulación de residuos vertidos accidental o voluntariamente en el terreno.

  • Subterránea:

Se corresponde con el caso de enterramiento de residuos. Su localización es realmente compleja, teniendo como único indicio aparente el cambio en la textura superficial del terreno.

  • Vertido alevoso:

Es a menudo coincidente con los subterráneos, derivados de la ilegalidad de dicho vertido. Es una de las formas de contaminación más peligrosas dada la presencia de sustancias tóxicas y peligrosas y del desconocimiento del foco contaminante.

  • Vertido no alevoso:

Son aquellos en los que el origen de la contaminación es fortuita o por negligencias en la gestión de los contaminantes. Son los casos de fugas de depósitos, accidentes en los que se produce la liberación al medio de sustancias tóxicas,…

  • Contaminación difusa:

Es en la que no existe un foco concreto de contaminación del suelo sino que se manifiesta de forma extensiva. Normalmente son contaminaciones de escasa concentración pero de grandes volúmenes absolutos.

  • Contaminación puntual:

Es una contaminación localizada con un núcleo emisor desde el que pueden movilizarse los contaminantes a otros elementos del medio ( atmósfera, aguas superficiales y subterráneas)

1.4.- TRANSPORTE Y DISPERSION DE LOS CONTAMINANTES DEL SUELO.

A partir de un contaminante en el suelo se pueden desencadenar una serie de procesos de movilización del mismo, cuya acción efectiva dependerá de una parte de la composición y características fisicas-químicas de la sustancia y por otra de las características geoquímicas de ese suelo.

De forma general, el suelo por sí mismo no es un vector importante de dispersión de contaminantes, pero en combinación con otros factores ambientales se revela como un foco emisor de contaminación de gran importancia en el medio. El agua, y en menor medida el aire, son los agentes dispersantes de la contaminación presente en un suelo.

También, hay que tener en cuenta el papel depurador de ciertos componentes del suelo, como son los coloidales, dentro del material sólido inorgánico los materiales humicos y los microorganismos (bacterias). La retención de los contaminantes se lleva a cabo por medio de fenómenos de absorción física, interacción química o bien los transforman por medio de reacciones químicas.

1.5.- EFECTOS DE LA CONTAMINACION DE LOS SUELOS.

Dada la facilidad de transmisión de contaminantes del suelo a otros medios como el agua o la atmósfera, serán estos factores los que generan efectos nocivos, aun siendo el suelo el responsable indirecto del daño.

La presencia de contaminantes en un suelo supone la existencia de potenciales efectos nocivos para el hombre, la fauna en general y la vegetación. Estos efectos tóxicos dependerán de las características toxicológicas de cada contaminante y de la concentración del mismo. La enorme variedad de sustancias contaminantes existentes implica un amplio espectro de afecciones toxicológicas cuya descripción no es objeto de este trabajo.

De forma general, la presencia de contaminantes en el suelo se refleja de forma directa sobre la vegetación induciendo su degradación, la reducción del numero de especies presentes en ese suelo, y más frecuentemente la acumulación de contaminantes en las plantas, sin generar daños notables en estas. En el hombre, los efectos se restringen a la ingestión y contacto dérmico, que en algunos casos a desembocado en intoxicaciones por metales pesados y más fácilmente por compuestos orgánicos volátiles o semivolátiles.

Indirectamente, a través de la cadena trófica, la incidencia de un suelo contaminado puede ser más relevante. Absorbidos y acumulados por la vegetación, los contaminantes del suelo pasan a la fauna en dosis muy superiores a las que podrían hacerlo por ingestión de tierra. Cuando estas sustancias son bioacumulables el riesgo se amplifica al incrementarse las concentraciones de contaminantes a medida que ascendemos en la cadena trófica, en cuya cima se encuentra el hombre.

Las precipitaciones ácidas sobre determinados suelos originan, gracias a la capacidad intercambiadora del medio edáfico, la liberación del ion aluminio, desplazándose hasta ser absorbido en exceso por las raíces de las plantas, afectando a su normal desarrollo.

En otros casos, se produce una disminución de la presencia de las sustancias químicas en el estado favorables para la asimilación por las plantas. Así pues, al modificarse el pH del suelo, pasando de básico a ácido, el ion manganeso que está disuelto en el medio acuoso del suelo se oxida, volviéndose insoluble e inmovilizándose.

A este hecho hay que añadir que cuando el pH es bajo las partículas coloidales como los óxidos de hierro, titanio, cinc, etc.… que pueden estar presentes en el medio hídrico, favorecen la oxidación del ion manganeso.

Esta oxidación se favorece aun más en suelos acidificados bajo la incidencias de la luz solar en las capas superficiales de los mismos, produciéndose una actividad fotoquímica de las partículas coloidales anteriormente citadas, ya que tienen propiedades semiconductoras.

Otro proceso es el de la biometilización, que es un proceso por el cual reaccionan los iones metálicos y determinadas sustancias orgánicas naturales, cambiando radicalmente las propiedades fisico-quimicas del metal. Es el principal mecanismo de movilización natural de los cationes de metales pesados.

Los metales que ofrecen más afinidad para este proceso son: mercurio, plomo, arsénico y cromo.

Los compuestos argometálicos así formados suelen ser muy liposolubles y salvo casos muy puntuales, las consecuencias de la biometilización natural son irrelevantes, cuando los mentales son añadidos externamente en forma de vertidos incontrolados, convirtiéndose realmente en un problema.

Aparte de los anteriores efectos comentados de forma general, hay otros efectos inducidos por un suelo contaminado:

  • Degradación paisajística: la presencia de vertidos y acumulación de residuos en lugares no acondicionados, generan una perdida de calidad del paisaje, a la que se añadiría en los casos más graves el deterioro de la vegetación, el abandono de la actividad agropecuaria y la desaparición de la fauna.

  • Perdida de valor del suelo: económicamente, y sin considerar los costes de la recuperación de un suelo, la presencia de contaminantes en un área supone la desvalorización de la misma, derivada de las restricciones de usos que se impongan a este suelo, y por tanto, una perdida económica para sus propietarios.

2.- CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN.

2.1.- INTRODUCCIÓN.

Los productos o contaminantes generados tanto por la industria como por la sociedad en general, se producen en los tres estados: sólido, liquido y gaseoso, y por tanto afectan a los tres medios: atmósfera, agua y suelo.

El concepto de residuo ha ido cambiando con el tiempo, existen bastantes definiciones, pero quizás la más aceptada actualmente sea la que define a los residuos como aquellos productos de desecho generados en las actividades de producción y consumo que no alcanzan, en el contexto en que son producidos, ningún valor económico, lo que puede ser debido tanto a la falta de tecnología adecuada para su aprovechamiento como a la inexistencia de un mercado para los productos recuperados.

Por tanto un producto considerado como residuo en la actualidad podría no serlo al cabo de unos años.

Uno de los mayores problemas que tiene la sociedad actual es precisamente la gestión de estos residuos.

El tratamiento de los residuos lo que hace en ocasiones es trasladar la contaminación de un medio a otro. Por ejemplo:

  • La incineración de residuos sólidos producen gases, partículas y vapores que contaminarán el aire si no se realiza un adecuado tratamiento.

  • El almacenamiento de residuos sólidos urbanos en un vertedero puede producir diversos efectos sobre el aire y las aguas superficiales y subterráneas si no existe una salida adecuada de los gases que emanan y una buena recogida y tratamiento de los lixiviados líquidos, dando lugar a incendios y explosiones, así como a la contaminación de las aguas.

Desde los años setenta, el enfoque de los residuos ha variado radicalmente a nivel mundial.

En los distintos programas de vegetación sobre el medio ambiente de la C.E.E. se observa el cambio de actitud con respecto a la gestión de los residuos:

  • 1er. Programa (1973-1976): La gestión estaba encaminada fundamentalmente al tratamiento y eliminación de residuos.

  • 2º-3er y 4º Programa (1977-81; 1982-86 ; 1987-92): Entran cada vez más de lleno en lo que se ha llamado la minimización de los residuos, es decir, evitar que estos lleguen a producirse para no tener que tratarlos o eliminarlos.

  • 5º Programa (1993-2000): Sigue profundizándose en la minimización de residuos, estableciéndose una jerarquía de opciones a la hora de gestionarlos:

1.- No generación de residuos

2.- Fomento de reutilización y reciclaje.

3.- Optimización del tratamiento o eliminación.

CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DE LOS SUELOS:

Se puede definir el tratamiento y recuperación de suelos contaminados como un conjunto de operaciones que se deben realizar con el objetivo de controlar, disminuir o eliminar los contaminantes y sus efectos.

Una de las posibles divisiones de los sistemas de tratamiento se establece en función de tres categorías de actuación:

No recuperación

Contención o aislamiento de la contaminación.

Recuperación.

NO RECUPERACIÓN:

Cuando se opta por la medida de no recuperación del espacio, se debe tener en cuenta que se parte de un espacio contaminado, aunque el estudio de viabilidad determine esa opción. Así pues, se tiene que registrar la localización real del espacio.

Esta sencilla solución evita una gama de problemas importantes generados a posterior, por un uso del suelo para el que ya no es adecuado (agricultura, residencial, espacios de ocio,…).

CONTENCIÓN O AISLAMIENTO DE LA CONTAMINACIÓN:

Consiste en establecer medidas correctas de seguridad que puedan controlar la situación presente, impidiendo la progresión de la contaminación en el medio y mitigando riesgos relacionados con esta dispersión de contaminantes.

  • Aislamiento: Consiste en aislar el foco emisor de la contaminación, limitando el potencial de migración y difusión de los contaminantes mediante la construcción de barreras superficiales y/o subterráneas, de forma que se impida la movilización horizontal de los contaminantes. Esta tecnología suele usarse como medida temporal para evitar la generación de lixiviados, la entrada de los contaminantes en los cursos de agua o la infiltración en las aguas subterráneas.

  • Reducción de las volatilizaciones: Pretende suprimir las corrientes de aire, para evitar la volatilización de compuestos orgánicos. Los métodos incluyen la reducción del volumen de poros del suelo, mediante la adición de agua, o por compactación o el sellado de la capa superficial del suelo mediante coberturas(con membranas sintéticas, arcillas, asfalto, cemento,…).

  • Control de lixiviados: El objeto es impedir la dispersión de contaminantes a través de las aguas recogiendo los lixiviados procedentes del suelo contaminado en aquellas situaciones en que ello sea posible, como en vertederos controlados de residuos sólidos urbanos. Otro sistema de control consiste en el bombeo de las aguas subterráneas afectadas por la lixiviación de los contaminantes.

RECUPERACIÓN:

La elaboración de un plan de saneamiento precisa una cierta delimitación del resultado mínimo a alcanzar.

Se dividen en dos tipos de tratamiento y/o recuperación de suelos en dos grandes grupos:

  • Tratamiento IN SITU, que implican la eliminación de los contaminantes sobre el propio terreno, sin remoción del mismo.

  • Tratamiento EX SITU, en los que se produce la movilización y traslado del suelo a instalaciones de tratamiento o confinación.

1.- TECNICAS DE TRATAMIENTO IN SITU:

El tratamiento de un suelo contaminado sin necesidad de modificar su situación presenta múltiples ventajas sobre el caso contrario.

Lógicamente, el impacto ambiental inducido es bajo, pues el tratamiento solo implica la instalación del equipo adecuado, los costes económicos suelen ser muy competitivos y en principio son métodos fácilmente aplicables a diversas situaciones.

Los inconvenientes se centran en la incertidumbre sobre los resultados reales.

1.1.- Biodegradación in situ:

Persigue la transformación de sustancias potencialmente peligrosas en productos inocuos por activación de los procesos biológicos naturales o mediante microorganismos específicos para cada contaminante. Las dificultades estriban en:

  • Adaptar especies no nativas

  • Insuficiente nivel de oxigeno disuelto (incrementable mediante bombeo).

  • Humedad y permeabilidad del suelo suficientes para permitir la movilidad de los microorganismos.

  • Temperatura.

  • Déficits de nutrientes (adicionables en caso de deficiencias).

  • pH del suelo (>5,5).

  • Factores de inhibición del crecimiento.

  • Productos secundarios de la biodegradación.

1.2.- Vitrificación:

La vitrificación es un proceso donde el suelo y los contaminantes se funden en una matriz vítrea mediante la creación de un campo eléctrico entre dos electrodos enterrados. La resistencia del terreno al paso de la corriente genera temperaturas suficientes par fundir el suelo.

Los componentes no volátiles se integran en la matriz vítrea, mientras que los constituyentes orgánicos son destruidos en un proceso parecido a la pirólisis. Los gases que evaporan pueden ser recogidos en una campana instalada en la superficie del terreno.

El proceso se favorece con bajos contenidos de humedad, pudiendo utilizarse en suelos saturados, pero con un alto coste, siendo necesaria una disponibilidad de electricidad suficientemente alta y un equipo técnico adecuado.

1.3.- Degradación química:

Consiste en la adición de una sustancia química para inducir la degradación química.

Existen tres tipos de degradación:

  • Oxidación mediante aireación o adición de agentes oxidantes.

  • Reducción por adición de agentes reductores.

  • Polimerización de ciertas sustancias orgánicas mediante la adición de hierro y sulfatos.

Los factores que controlan la eficacia del sistema son: el tipo de contaminante, las características del suelo (permeabilidad para la inyección de aditivo, arenas o materiales no finos para facilitar su mezclado en situ, la presencia de obstáculos subterráneos que impidan el mezclado superficial, profundidad de la contaminación del suelo y la posible generación de contaminantes más tóxicos que los originales (oxidación de mercurio, cromo,…)).

1.4.- Estabilización / solidificación:

Consiste en mezclar el suelo contaminado con un medio de fijación conformando una masa endurecida y poco permeable en la que se inmovilizan los contaminantes. Puede realizarse in situ o en suelos extraídos.

Los factores que controlan la eficacia de estos tratamientos son: el tipo se duelo y distribución del tamaño de las partículas, el alto contenido en materia orgánica, aceites y grasas en cantidades superiores al 1%, el uso potencial de materiales estabilizantes / solidificantes, la aceptación legislativa, el impacto generable a largo plazo, así como la presencia de cromo, mercurio, plomo, plata u otras sustancias transformables por oxidación en formas más tóxicas y/o móviles.

1.5.- Lavado del suelo:

Consiste en la adición de agua, por inyección superficial o subsuperficial con un aditivo químico que favorezca la disolubilidad de los contamintantes movilizándose éstos en el medio de extracción. El liquido resultante es recogido mediante sistemas de drenajes o por pozos de bombeo, pudiendo en algunos casos recuperarse los aditivos empleados.

La eficacia estará determinada por la presencia de otros contaminantes no considerados, de la variabilidad de las concentraciones en el espacio y del conocimiento de la dinámica de flujo de la mezcla de lavado.

1.6.- Aireación del suelo.

Este es un método de extracción basado en el movimiento de los vapores a través del suelo mediante una diferencia de presión generadas por bombeo de aire desde el exterior que tras circular a través del espacio contaminado, es evacuado por el poza de extracción para su liberación o tratamiento.

Los factores clave a considerar e la aplicación de esta técnica son las propiedades fisico-quimicas del contaminante (presión de vapor, solubilidad, densidad,…) las características del suelo y las condiciones particulares del lugar de vertido.

Se trata de una técnica de muy amplias posibilidades dadas su características de facilidad de instalación y operación, bajos costes y mínimo impacto.

2. TECNICAS DE TRATAMIENTO EX SITU:

Entre las ventajas de estas técnicas destaca su efectividad, en cuanto que el suelo contaminado es físicamente eliminado y se optimiza el proceso de tratamiento al homogeneizarse el suelo tras su excavación. Además, se puede controlar el proceso y la bondad del tratamiento por sus resultados y actuar con independencia de factores externos (clima, hidrología,…).

Sin embargo, se plantean también inconvenientes, especialmente de tipo económico que limitan la posibilidad de tratamiento de grandes volúmenes de suelo.

Son métodos más experimentados que lo in situ aunque todavía sujetos a un continuo proceso de desarrollo y mejora de resultados.

2.1.- Tratamiento químicos:

Consisten en tratamientos similares a los explicados en el apartado de degradación in situ, pero que en este caso presentan mejores eficiencias de tratamiento al homogeneizarse el suelo con el reactivo controlándose el proceso.

2.2.- Degradación biológica (compostaje):

Este sistema de tratamiento persigue la transformación de contaminantes altamente tóxicos en sustancias asimilables por la naturaleza mediante procesos metabólicos de microorganismos específicos para los diferentes tipos de contaminación.

El suelo contaminado se extiende en capas finas para optimizar la admisión de oxigeno (landfarming), o se emplean sistemas más sofisticados que implican un control de parámetros como humedad , temperatura y contenido de oxigeno (compostaje).

Para la efectiva metabolización de los contaminantes se requiere que estos sean susceptibles de su biodegradados, aerobia o anaerobicamente y unas instalaciones que posibiliten controlar las condiciones del suelo (contenido en humedad, permeabilidad, temperatura, nutrientes, pH,…), obteniéndose buenos resultados con suelos arenosos, arcillosos y turbosos. Debe existir un control y medidas de seguridad para evitar una potencial migración de los contaminantes hacia aguas subterráneas y una posible emisión aérea.

2.3.- Destrucción térmica:

El principio de la destrucción térmica o incineración es someter el suelo contaminado a altas temperaturas para que los contaminantes se evaporen y sean destruidos por combustión en un postquemador.

El método requiere la depuración de los gases y el deposito de los productos sólidos residuales. Este sistema es aplicable para muchos contaminantes, aceites y petróleo, por ejemplo, disolventes clorados y no clorados, PAM y cianuros.

2.4.- Extracción o lavado del suelo:

Es un sistema de tratamiento en el que se trasladan los contaminantes del suelo a un liquido, movilizándose así los contaminantes absorbidos en las partículas de suelo.

Los factores a considerar para la utilización de este sistema de tratamiento son: las características de los contaminantes, las características del suelo, la cantidad de suelo a tratar, las variaciones en la concentración del contaminante, el uso previsto para el suelo tratado y el tratamiento y la eliminación de las aguas residuales.

2.5.- Depósito de seguridad:

Supone el confinamiento de los residuos en un ambiente subterráneo seguro, previsto de algún tipo de sistema de impermeabilización y de sistemas de recolección de lixiviados y escorrientias superficiales. Este tratamiento consiste en la consideración del suelo contaminado como un residuo tóxico y peligroso con destino en vertedero de seguridad. Las condiciones de tratamiento serán: tipo de contaminante (problemas con sustancias reactivas, corrosivas, etc., que cambian a lo largo del tiempo) disponibilidad de emplazamiento adecuado, diseño del sistema de impermeabilización y aceptación pública y administrativa.

3.- EVALUACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN:

3.1.- INTRODUCCIÓN.

El concepto de evaluación en medio ambiente es de gran importancia. Son muy numerosos los métodos existentes para llevar a cabo el muestreo y el análisis de muestras ambientales, recurriéndose habitualmente a criterios internacionales de orígenes diversos.

La evaluación implica la utilización de numerosas herramientas con el objetivo ultimo de conocer y valorar una situación, permitiendo el posterior planteamiento de actuaciones.

Toda evaluación requiere como mínimo una toma de muestras y datos en campo y un posterior análisis en laboratorio.

3.2.- MUESTREO.

Cualquier estudio de contaminación del medio, ya sea del aire, del agua o del suelo, comienza con la obtención de los datos sobre el estado inicial del mismo, ya que son imprescindibles a la hora de adaptar posterior medidas de tratamiento y control de la contaminación y, en definitiva, de su conservación.

Al diseñar una campaña de toma de muestras hay que tener en cuenta si esos se van a tomar directamente en el foco emisor o bien el estudio se enfoca al efecto producido en el medio. En el primer caso, se buscará la cantidad y tipo de contaminante, mientras que en el segundo se intentará cuantificar la dispersión, el grado de contaminación y la influencia que éste produce.

La finalidad de la toma de muestras es conseguir que una fracción extraída del medio a estudiar sea representativa del medio, así como de fácil manipulación, determinación y conservación. Es esencial que la manipulación de la muestra no afecte a la composición de la misma desde que se toma hasta el momento en que se realiza el análisis.

3.3.- MUESTREO DE SUELOS.

La forma de tomar las muestras de suelos potencialmente contaminados está detallada en una serie de normas, como las ISO.

Para la recogida de muestras en suelos hay que utilizar los aparatos adecuados para cada caso particular.

  • Barreras manuales: utilizadas en muestreos superficiales.

  • Taladros mecánicos: se usan cuando se necesita tomar muestras más profundas.

  • Perforadoras: para acceder a niveles de profundidad mucho mayores.

  • Perforación de pozos: para la posterior recogida de la muestra liquida como con archivadores, barreras huecos y barreras espirales.

  • Muestreadores de cerámica porosa hueca: para la recogida de muestras de humedad del suelo.

  • Tubos de carbón activado, bolsas de muestra o contenedores especiales: para la obtención de gases.

Las principales consideraciones a tener en cuenta para diseñar un plan de muestreo sobre suelos contaminados son:

Al tomar una muestra de suelo y para evitar contaminarle, debe extraerse del muestrador con una herramienta que no modifique su composición, utilizando también guantes de protección desechables después de cada uso.

Para las muestras en las que se analizan compuestos volátiles, se deben utilizar tubos de acero inoxidable. Estos tubos deben ir perfectamente cerrados para evitar fugas o cualquier transformación de la muestra durante su transporte al laboratorio.

Hay que tener especial cuidado con la contaminación cruzada entre las capas del suelo, pues al recoger la muestra se ésta se presenta en estado liquido o pastoso, pueda caer en la perforación que se está haciendo y contaminar capas más profundas.

INDICE

1.- El suelo ………………………………………………………………. 1

El suelo ……………………………………………………… 1

1.2.- Contaminantes de los suelos ……………………………….. 4

1.3.- Fuentes de contaminación de los suelos ……………………. 11

1.4.- Transporte y dispersión de los contaminantes del suelo ……. 12

1.5.- Efectos de la contaminación de los suelos ………………….. 13

2.- Control de la contaminación ………………………………………… 14

3.- Evaluación de la contaminación …………………………………….. 22

3.1.- Introducción ………………………………………………… 23

3.2.- Muestreo ……………………………………………………. 23

3.3.- Muestreo de suelos ………………………………………….. 23

4.- Ejemplo: Recuperación de un suelo contaminado ………………… 24

BIBLIOGRAFIA.

Fundación Mafre, Manual de la contaminación ambiental, editorial Mafre, 1994.

La enciclopedia de los conocimientos ( Tomos 10 y 12 ), editorial Océano, 1986.

Archivos de Internet.