Contaminación DEL SUELO

La contaminación del suelo ha recibido menos atención que la contaminación del aire y de los cuerpos de agua,. En muchos casos, los métodos utilizados para el control de la contaminación de aire y agua son responsables de contaminar el suelo.

Cuando se habla de contaminación hay que identificar entre los contaminantes peligrosos, es decir los que representan amenazas  a largo plazo y los que no.

Para entender como pasan al ambiente los materiales peligrosos, primero considere que los materiales que componen casi todo lo que usamos son productos de tecnología química . Nuestro uso constituye apenas una etapa del ciclo de vida de los productos, que se refiere a todos los pasos, desde extraer la materia prima hasta la eliminación final.

Ciertas sustancias que pasan al medio se descomponen poco a poco y son asimiladas por los procesos naturales. Así, cuando quedan lo bastante diluidas dejan de plantear riesgos al ambiente. Pero esto sucede de acuerdo a las propiedades físicas y químicas de los diferentes tipos de suelos.

Propiedades Físicas y Químicas de los suelos con diferentes texturas

El pH es otro factor que determina los tipos de cultivo, que puede sostener, por cuanto el pH influye en la captación de nutrientes por parte de las plantas. Cuando los suelos son muy ácidos pueden neutralizarse añadiendo alguna sustancia alcalina o también añadiendo CaCO3

Los suelos que contienen compuestos alcalinos se baja el pH por drenaje o añadiendo azufre que por acción bacteriana se convierte en H2SO4

Las áreas afectadas por deposición ácida se están tornando cada vez más ácidas desplazando los iones K, Ca, Mg y NH4 y como consecuencia la pérdida de fertilidad del suelo que es vulnerable a la sequía y enfermedades. Las precipitaciones ácidas sobre determinados suelos origina serios problemas al movilizar ciertos cationes que reducen la disponibilidad del nitrógeno del suelo, tal es el caso del Al.

Capacidad de autodepuración en función de las propiedades edáficas

El suelo suele considerarse como un sistema depurador porque es capaz de degradar o inmovilizar los contaminantes. Los vertidos y residuos al tomar contacto con el suelo sufren distintas transformaciones. Esta capacidad depuradora depende de determinadas carácterísticas  de los horizontes superficiales.

• La actividad microbiológica
• La arcilla y la materia orgánica
• La capacidad filtrante

Estas acciones dependen de determinadas propiedades del suelo que influyen en los mecanismos de autodepuración, en las que destacan:

• Porosidad y permeabilidad
• Capacidad de intercambio iónico
• Capacidad de fijat metales de los óxidos e hidróxidos de He y Mn
• pH
• potencial de oxidación (Eh)

Reciclado de los metales pesados del suelo

A) Los metales en la dinámica del suelo

Desde el punto de vista biológico, los metales se clasifican en dos grandes grupos:

• Aquellos que no presentan una función biológica conocida, como Cd, Hg, Cu, Ni, Zn, Sb y Bi
• Aquellos que son requeridos en cantidades pequeñas o cantidades traza, como: As, B, Co, Cr, Cu, Mo, Mn, Ni, Se y Zn

Los metales metales incorporados al suelo pueden seguir 4 vías diferentes:

• Quedar retenidos en el suelo, ya sea disueltos o en la solución del suelo o bien fijados por procesos de  adsorción, complejación, precipitación y transformación.
• Ser absorbidos por las plantas y así incorporarse a la cadena trófica
• pasar a la atmósfera por volatilización
• Movilizarse en las aguas superficiales o subterráneas 

B) Intervención de la materia orgánica del suelo (MOS). Formación de complejos

Muchas moléculas pueden actuar por cesión de electrones y formar complejos con cationes metálicos

1. Erosión DE LOS SUELOS

La erosión del suelo es el movimiento de sus componentes, en especial del suelo superficial, de un lugar a otro. Las dos causas principales son el flujo del agua y el viento.

La erosión del suelo se debe a la agricultura, tala forestal, la construcción, los vehículos, etc. Según los datos del PNUMA el 35% de la superficie de los continentes parece considerarse como áreas desérticas.

Según el Banco Mundial, actualmente se cultivan 1500 millones de Has y para mantener el ritmo actual de rendimiento serán necesarias cultivar 2000 millones más hasta el año 2020 y llegar a los 3000 millones para el 2050. El total  de tierras agrícolas es de 4000 millones de has. Pero en su mayor parte están en el mundo tropical, sólo un 11% del planeta es útil para la agricultura.

2. Contaminación DEL SUELO

El suelo puede contaminarse por:

2.1 Salinización:

Las tierras que trabajan con riegos tienen algunos efectos perjudiciales, porque el agua de riego tiene sales disueltas y en climas secos, gran parte del agua se evapora, dejando concentraciones de sales elevadas tales como cloruro de sodio, el aumento de sales impide el desarrollo de los cultivos, disminuye rendimiento y mata a las plantas. La calidad de aguas de irrigación se pueden clasificar según su conductividad específica a 25ºC

Ce 25ºC menores de 250 microhmios/ cm equivales a aguas no salinas

Ce entre 250 a 20000 microhmios/cm corresponde a aguas con salinidad entre media y excesiva.

La aplicación de dosis elevada de residuos animales en el suelo, conducen a una excesiva salinización de éste, con lo que se corre el riesgo de hacer disminuir el crecimiento de las plantas.

2.2 Anegamiento y saturación húmeda

Cuando se aplica un exceso de agua, para impedir que  las sales se acumulen y destruyan los sistemas radicales frágiles, el agua se cumula en exceso, si no hay un adecuado drenaje, el problema se agrava al elevar gradualmente el nivel freático y el agua salobre recubre las raíces.

2.3 Contaminación de suelos por residuos

2.3.1 Contaminación por residuos sólidos

Los residuos sólidos se definen como aquellos desperdicios que no son transportados por el agua y que han sido rechazados porque ya no se van a utilizar. En el caso de los residuos sólidos municipales se aplican términos más específicos, a los residuos de alimentos biodegradables se les llama “basura” y a los residuos sólidos no putrescibles se les designa como “desechos”

En los residuos municipales existe algunos residuos que no constituyen responsabilidad municipal, como las cenizas de plantas generadoras de electricidad alimentadas con carbón, lodos de plantas de tratamiento de aguas municipales, residuos de predios de crianza de animales, desechos de minas y otros residuos industriales

2.3.2. Contaminación por Residuos Urbanos

La EPA a organizado a los desechos en tres categorías:

• Residuos específicos: incluye lodos y aguas de desecho de los procesos de producción y tratamiento de industrias específicas, tales como refinación del petróleo, preservación de la madera, etc.
• Residuos genéricos:  incluye desechos de manufactura comunes en procesos industriales tales como solventes en las operaciones de desengrasado
• Los residuos de productos industriales, contiene una lista de productos químicos tales como benceno, creosota, Mercurio y varios pesticidas.

Los productos químicos tienen diferentes grados de toxicidad, puesto que algunas sustancias pueden producir la muerte en pequeñas cantidades (mg).

Grado de Toxicidad

En el caso de nuestra ciudad, no existe un lugar específico para disponer los residuos peligrosos, tampoco se cuenta con un relleno sanitario que permita disponer los residuos domésticos.

Arequipa cuenta con 8 botaderos de basura, localizados en Miraflores, Mariano Melgar, Paucarpata, Alto Selva Alegre, Sachaca, Cayma y Socabaya, la cantidad promedio diaria de desechos que se producen es de 550 a 600 Tn

La producción per cápita en Arequipa de residuos se estima en 680 gr

Relleno Sanitario

Es una instalación diseñada para albegar, en un terreno adecuado y en condiciones seguras, durante un tiempo indefinido, ciertos residuos originados por actividades antropogénicas. Por razones de seguridad los residuos están totalmente confinados y no debe existir la posibilidad de dispersión:

ESQUEMA DE UN RELLENO SANITARIO

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UN RELLENO SANITARIO

2.2.3 Contaminación por Residuos peligrosos

Un residuo peligroso se define como cualquier sólidos, líquido o gas, capaz de incendiarse con facilidad, ser corrosivo para la piel y los metales, ser inestable y poder estallar o liberar vapores tóxicos, así mismo tener concentraciones peligrosas de uno o mas materiales tóxicos que pueden lixiviar o aflorar.

Las listas que incluye la EPA son muy numerosos e incluyen los siguientes:

• Disolventes halogenados
• Disolventes no halogenados (xileno, acetona, etilbenceno, éter etílico y otros)
• Lodos de tratamiento de aguas residuales de operaciones de galvanoplastía
• Lodos  desecados de lavadores para control de la contaminación del aire de hornos de coque y altos hornos
• Lodos generados durante la producción de diversos compuestos de cromo
• Lodos de separadores API de refinerías de petróleo

Algunos ejemplos de residuos exclusivos de la lista de peligrosos son las aguas negras domésticas, los flujos de retorno de la irrigación, desechos de minas, estiércol, sobrecapas de excavaciones mineras, etc. Así mismo se excluyen de esta lista los residuos nucleares y radiactivos, los cuales se controlan por separado de acuerdo a la Atomic Energy Act (Ley para la energía atómica)

Esquema de la disposición de residuos peligrosos

2.2.4 Contaminación por Residuos Industriales

La industria minera

Es una actividad que modifica rápidamente el ecosistema circundante superando rápidamente su capacidad de autodepuración, creando contaminación ambiental, cuyas fuentes potenciales son:

• Efluentes emitidos a la atmósfera por las operaciones minero metalúrgicas
• Efluentes líquidos de las canchas de relave
• Efluentes líquidos generados en los procesos metalúrgicos
• Drenaje de agua de mina

Estos desechos provienen de:

• Partículas de polvo
• Pirometalurgia: uso de procesos de calcinación
• Hidrometalurgia: utilizando soluciones de cianuro, ácidos
• Lixiviación natural
• Contaminantes inorgánicos como arsénico, cadmio, Mercurio, plomo, cromo, nitratos y nitritos.

Metales pesados tóxicos que afectan la Salud

3. BIOACUMULACION Y BIOMAGNIFICACION

La carácterística que hace que los metales pesados y los compuestos orgánicos sintéticos no biodegradables sean tan peligrosos es su tendencia a acumularse en los organismos. Por esta causa cantidades reducidas  y en apariencia inofensivas absorbidas durante un periodo largo de tiempo llegan a alcanzar niveles tóxicos, este fenómeno se conoce como bioacumulación.

La bioacumulación que ocurre en el individuo se agrava conforme avanza la cadena alimenticia. Cada organismo acumula la contaminación de sus alimentos, de modo que la concentración en su cuerpo es mucho mayor que éstos. El siguiente organismo de la cadena tiene ahora un alimento más contaminado y acumula el agente a un grado aún mayor. Este efecto multiplicador de la bioacumulación a lo largo de las cadenas alimenticias se llama Biomagnificación

4. SUB PRODUCTOS RECICLABLES

1) Papel periódico y de archivos

representa el principal tipo de desecho en Arequipa, la separación puede ser desde la fuente de generación, los usos principales de papel reciclado pueden ser:

-como sustituto de la pulpa en la fabricación de papel virgen

– como porcentaje en el proceso de producción de papel periódico, servilletas, papel de seda, sanitario o cajas de cartón corrugado

El reciclamiento de 1 Tn de papel representa

• conservación de 2,5 m3 de espacio en un relleno sanitario
• reducción de la contaminación del aire en 27 Kg (74%)
• disminución en la contaminación de agua en 35%
• disminución en 54% del consumo de energía de todos los procesos de fabricación
• ahorro en 60% del consumo de agua (7000 galones/Tn)
• se conservan 17 árboles con un peso de 227 kg

2) Cartón:

Los principales centros generadores son los centros comerciales y supermercados, se utiliza en la fabricación de contenedores de diversos tamaños, cajas de huevo, materiales de construcción. La preparación del cartón no es fácil para su venta debido a que es voluminoso.

3) Productos textiles:

Recientemente se esta regenerando, la fibra se puede regenerar o reutilizar en otros tipos de materiales, el uso de la fibra depende de la calidad del subproducto a reciclar

4) Plásticos:

El plástico reciclable se puede clasificar en 3 categorías

Desechos industriales que la planta no puede procesar

Desechos plásticos mixtos que tienen poco material contaminante

Desechos mixtos contaminados, proveniente de la basura urbana, la tecnología para reciclarlos es escasa.

La clasificación de los plásticos está basada en el polímero del cual se fabricó, al que se le asigna un código para determinar su facilidad de reciclamiento

Se consumen 30 740 000 Tn de plástico al año, sólo se recuperar 266 500 Tn (0,8%) del total, los beneficios son:

– Reducción en 88% de la energía

– Reducción en el consumo de petróleo

5) Vidrio Blanco

Si bien es cierto que la materia prima es barata se requiere de grandes cantidades de energía para su fabricación. Los ahorros en el reciclaje se dan siempre y cuando la composición química del material reciclado sea la misma que la del conjunto y no existan contaminantes, actualmente se consumen 11 300 000 Tn de vidrio, se recicla sólo el 13,3% (1 500 000 Tn); los beneficios son:

– Disminución en un 25% de la energía utilizada en la fabricación

– Disminución en un 20% de la contaminación del aire

– Minimización de residuos generados en 80%

– Disminución en descargas al agua en un 50%

6) Aluminio:

Es uno de los más rentables, ya que los precios de venta son los segundos más altos. Se consumen 5 000 000 Tn y se recicla 41,7%, esto implica una reducción de energía en el proceso de fabricación en un 95% y reducción en descargas al agua del 95%.

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