Química
Impacto ambiental de jabones y detergentes
IMPACTO AMBIENTAL DE JABONES Y DETERGENTES
Introducción
La actividad diaria en las casas y en las industrias da lugar a vertidos y escapes de estas sustancias como consecuencia de errores humanos, errores mecánicos, descuidos y falta de interés e información por cuidar el medioambiente.
Cabe destacar que, aunque ambos agentes son biodegradables, esta propiedad se ve muy limitada si estos compuestos se encuentran en exceso en las aguas.
Hay que tener en cuenta que en la mayoría de las ocasiones, el agua contaminada se filtra en el suelo dejando en él parte de los contaminantes; otras veces, sin embargo, esos contaminantes no quedan atrapados en los suelos y pasan a las aguas subterráneas. De esta forma, pueden resultar afectadas extensas áreas superficiales y subterráneas además del agua marina.
Las aguas residuales no siempre salen completamente “limpias” de los procesos de tratamiento, como puede verse en la figura.
El problema de los jabones
Por su parte, los jabones presentan la desventaja de que, si se usan en aguas duras, tienden a formar sales con los cationes de los metales dando lugar a “natas” que neutralizan su acción. Esas sales, también pueden ser insolubles, acumulándose como precipitados. El exceso de jabón utilizado precipita en forma de sales cálcicas de los ácidos grasos, arrastrando consigo la parte de la suciedad no soluble y formando emulsiones.
Otro aspecto contaminante de los jabones está basado en la lenta biodegradación de algunos de los compuestos que los constituyen, como los alquilbencenosulfonatos de cadena ramificada.
El problema de los detergentes
Debido a su gran utilidad tanto en la industria como en los hogares, se usan en gran cantidad constituyendo una fuente contaminante del agua muy importante.
A finales de la década de 1960, debido al aumento de la preocupación por la contaminación del agua, se estudió la composición de los detergentes llegando a la conclusión de que contenían compuestos químicos dañinos, como los fosfatos y, por tanto, no debían estar presentes en los mismos. En su lugar, se propuso el uso de agentes biodegradables fácilmente eliminables y de fácil asimilación por algunas bacterias.
Los problemas ambientales que causan los detergentes radican, fundamentalmente, en los aditivos que contienen como los blanqueadores, abrillantadores ópticos, perfumes, bactericidas y agentes espumantes. Los aditivos que contienen en mayor proporción son los “sulfatos” (tripolifosfato de sodio).
Efectos de los detergentes en el agua
Forman espumas: son más abundante en presencia de sales de calcio y también de proteínas en el medio. Pueden contener bacterias y virus. Dificultan el tratamiento de las aguas por problemas de operación en las plantas depuradoras.
Inhiben la oxidación.
Alteran de la transferencia y disolución del oxígeno entre la superficie y el aire, dificultando la autodepuración de las corrientes de agua.
Perturban la sedimentación.
Impiden el desarrollo de las algas.
Alteran el olor y sabor de las aguas potables
Efectos tóxicos que dependen del tipo de detergente, sensibilidad de los microorganismos y condiciones del medio acuático.
Efectos de los detergentes en el suelo
Alteran la permeabilidad del suelo facilitando la penetración de microorganismos en las aguas subterráneas.
Efectos tóxicos en los cultivos debido a la presencia de detergentes en las aguas de regadío.
Detergentes con fosfatos: Eutrofización
Cuando se ha desechado un detergente fosfatado, los fosfatos son arrastrados por el drenaje; la mayor parte de las plantas de tratamiento de aguas no están diseñadas para eliminar fosfatos, por tanto, éstos pasan al agua a través del efluente.
Los fosfatos actúan como nutriente para las algas y plantas acuáticas, provocando la degradación de las aguas naturales.
En los lagos, al aumentar la cantidad de flora acuática, se dificulta o impide el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono. Se acumula, pues, gran cantidad de material vegetal en descomposición en el fondo que da lugar a hacer menos profundo el lago aumentando así su temperatura y cantidad de nutrientes. Puesto que la descomposición se da en ausencia de oxígeno, se obtienen productos secundarios como metano, amoníaco y sulfuro de hidrógeno que dan mal olor al agua. Los peces también requieren oxígeno disuelto para sobrevivir y, como se ha consumido, mueren. A largo plazo el lago se convierte en un pantano y más a largo plazo, en un prado o en un bosque. Este proceso natural se ve acelerado por la presencia de fosfatos.
A todo el proceso anterior se le denomina como eutrofización del agua. Este problema no es tan importante en las aguas corrientes, aunque también se da en embalses, ríos y mares litorales.
Detergentes sin fosfatos: Toxicidad
El nitrilo del ácido triacético (NTA) posee biodegradación cambiante que requiere oxígeno para ello. Se liberan productos con alto contenido en nitrógeno que, además de facilitar la eutrofización del agua por ser nutrientes para las plantas, resultan tóxicos debido a la formación de compuestos con iones metálicos venenosos.
El NTA no se degrada en condiciones anaerobias como las existentes en las fosas sépticas.
Descontaminación de Aguas
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En las zonas montañosas con desniveles adecuados, se usan canalizaciones en anillo en las que se recolectan los desagües de las poblaciones del entorno y se llevan fuera de los lagos. A la salida de los mismos se purifica el agua mecánica y biológicamente.
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Donde no es posible la canalización en anillo se purifican las aguas de desagüe. Durante la etapa de limpieza biológica, para eliminar los nitratos y fosfatos, se utilizan sales de hierro y aluminio en lechada de cal que precipitan los compuestos anteriores, siendo más fácil su eliminación. Así se evita la eutrofización.
Descontaminación de suelos
No hay técnicas de descontaminación específicas para suelos contaminados con detergentes y jabones, de hecho, en algunas de ellas se utiliza agua que los contiene para tratar suelos y aguas subterráneas contaminados por otras sustancias.
Los tratamientos dependen de la naturaleza y geometría de la contaminación, teniendo un peso importante el factor económico.
Cabe destacar que ninguna de las soluciones suele resolver al 100% los problemas planteados por la polución, a veces porque el problema queda parcialmente resuelto y, en otras ocasiones, porque se producen efectos indeseados sobre el suelo o agua, aunque de menor envergadura que el problema inicial.
Condicionantes
El foco puede ser puntual o difuso.
El mecanismo puede ser un acceso directo del contaminante al acuífero o un acceso difuso a través de una infiltración del contaminante en el suelo. El primer caso es el más problemático a simple vista, puesto que afecta más rápida y completamente a las aguas subterráneas, pero es más sencillo de solucionar a medio-largo plazo porque la solución consiste en impedir ese acceso. La infiltración implica menos grado de afectación a las aguas subterráneas debido a la capacidad de atenuación del suelo, pero a su vez esto hace que el suelo quede afectado. Esto suele prolongar el problema en tiempo y espacio.
El tipo de contaminante:
Sales en disolución.- los compuestos aniónicos y catiónicos que el agua lleva en disolución pueden ser captados en grado variable por los mecanismos naturales de depuración del suelo. Unos son más problemáticos que otros, por lo que la gama de soluciones para su eliminación es muy variada. Las más útiles son la extracción y tratamiento de las aguas contaminadas.
Contaminantes físico-químicos.- la presencia de sales en disolución (anteriormente visto) frecuentemente va acompañada de acidez, alcalinidad, condiciones redox,... La infiltración a través del suelo o la naturaleza de la roca que constituye el acuífero, a menudo mitiga el problema, pero éste puede admitir diversas alternativas para remediarlo.
Otros factores a tener en cuenta con la localización concreta del problema (proximidad de poblaciones, proximidad a cuencas hidrográficas importantes) y la clase y propiedades de los suelos afectados, que puede influir en la evolución de la contaminación, condicionando la aplicación de las formas de descontaminación.
Contaminación Generalizada: afecta por igual a todo un acuífero o a un suelo. Suele ser consecuencia de contaminación difusa o directa y, por lo general, corresponde a sales en disolución con un potencial de difusión elevado.
Contaminación Puntual: afecta solamente a un área de extensión limitada y suele estar constituida por un contaminante químico con baja capacidad de infiltración.
Contaminación por Plumas: las plumas derivan de la contaminación puntual cuando ésta persiste durante largos períodos de tiempo, o está constituida por un volumen importante de contaminantes.
A continuación se exponen las técnicas más importantes para el tratamiento de suelos y aguas subterráneas contaminadas con detergentes y jabones, brevemente descritas.
Técnicas de confinamiento (in situ)
Se basan en el aislamiento de las aguas o suelos contaminados para evitar que la contaminación se transfiera lateralmente. Se aplican cuando la contaminación está muy localizada y no es viable ninguna otra alternativa.
Barreras de lodo: Esquema de una sección de sistema de barreras de lodo, en la que la barrera queda anclada en un sustrato de baja permeabilidad.
Lechada de cemento: Esquema del proceso de inyección de lechada de cemento bajo una mancha de contaminación.
Barreras químicas: Esquema de una barrera química, consistente en un producto (color verde en la figura) que se inyecta bajo la zona contaminada.
Barreras de paneles: Instalación de una barrera de paneles cuyas uniones quedan selladas mediante un dispositivo mecánico.
Membranas sintéticas: Extensión de una geomembrana en una zanja perimétrica respecto al área a aislar.
Vitrificación in situ: Esquema de funcionamiento de un sistema de vitrificación, sobre la base de una corriente de alto voltaje y un sistema de recuperación de los gases emitidos, para su tratamiento.
Técnicas de tratamiento in situ de carácter físico-químico
Se aplican sin necesidad de trasladar el suelo o el agua subterránea afectados por el problema.
Atenuación natural controlada (MNA): se basa en el aprovechamiento y la potenciación de los procesos naturales para eliminar o reducir la contaminación de suelos y aguas subterráneas. El subsuelo se trata para que la atenuación sea efectiva y suficientemente rápida. Incluye cuatro formas:
Acción bacteriana: las bacterias que viven en el suelo y en las aguas subterráneas utilizan algunas sustancias químicas como alimento. Cuando las sustancias químicas están completamente digeridas, las transforman en agua y en gases inofensivos.
Sorción: Las sustancias químicas se pegan o sorben al suelo, que las fija al lugar. De ese modo no se eliminan las sustancias químicas pero sí se impide que contaminen las aguas subterráneas y que escapen del lugar, al menos mientras las condiciones físico-químicas del suelo permanezcan estables.
Mezcla y dilución: Al pasar las aguas subterráneas a través del suelo, la contaminación se puede mezclar con el agua limpia. De ese modo se diluye la contaminación.
Evaporación: Algunas sustancias químicas, como el petróleo y los solventes, se evaporan, lo que significa que se convierten de líquidos a gases dentro del suelo. Además, si esos gases escapan al aire en la superficie del terreno, la luz del sol puede destruirlos.
Barreras selectivas permeables: Se instalan donde se ha identificado un flujo de aguas subterráneas contaminadas para su depuración.
Extracción de vapores del suelo y aireación del suelo: Son dos técnicas que suelen ir ligadas. Se emplean para extraer contaminantes químicos del suelo vaporizándolos.
Técnicas ex situ
Consisten en extraer la parte de suelo contaminada, tratarla para eliminar el contaminante y devolver el suelo a su lugar original si está totalmente descontaminado.
Desorción térmica: Calentamiento del suelo en una unidad de desorción.
Extracción con solventes: Empleo de productos disolventes.
Si no hay alternativa para descontaminar un suelo, éste se extrae mediante excavación y se lleva a un almacenamiento de residuos.
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| Enviado por: | Luna |
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