Contaminación del Suelo y Clasificación de Residuos
La contaminación del suelo se produce por elementos que no son transportados por el H2O. Estos se clasifican en peligrosos y no peligrosos.
- Desechos combustibles: papel, plásticos, textiles.
- Desechos no combustibles: vidrio, metal, mampostería.
- Desechos especiales: cascajo, hojas de árboles, automóviles, etc.
Residuos Peligrosos
Se consideran residuos peligrosos aquellos que son dañinos para los seres vivos y requieren precauciones especiales en su recolección, almacenamiento, transporte y tratamiento. Entre ellos se encuentran los residuos explosivos, inflamables, volátiles, radiactivos, tóxicos y patológicos.
Residuos Nucleares y Radiactivos
Los residuos nucleares están compuestos por isótopos (conjunto de átomos del mismo elemento que se diferencian en el número de neutrones).
Extracción de uranio (minas): pirita, arsénico, cadmio, mercurio, zinc, vanadio, cloruros y sulfatos.
Residuos Médicos y Químicos
Residuos médicos: cultivos y cepas de agentes infecciosos, residuos patológicos humanos, sangre humana y productos derivados, instrumentos cortantes usados y sin uso.
Residuos químicos: compuestos para desengrasar, conservadores de madera, plaguicidas, residuos ácidos, residuos alcalinos, cianuros y fosfatos orgánicos.
Estos compuestos pueden producir: teratogenia, mutagenicidad, toxicidad aguda, toxicidad dérmica y toxicidad por inhalación.
Pesticidas en el Suelo
Tipos de Pesticidas
Se clasifican en: fungicidas, insecticidas, herbicidas, rodenticidas y nematicidas.
Destinos de los Pesticidas
Una vez aplicados al suelo, su destino puede ser: vaporización, adsorción, lixiviación, modificación química o biodegradación.
Metodología y Remediación de Suelos
Técnicas In Situ
Incluyen: volatilización, biodegradación, fitorremediación, lixiviados, vitrificación pasiva y aislamiento-confinamiento.
- Ventajas: Permiten tratar el suelo sin necesidad de excavar ni transportar; potencial disminución en costos.
- Desventajas: Mayor tiempo de tratamiento; pueden ser inseguros en cuanto a uniformidad debido a la heterogeneidad en las características del suelo; dificultad para verificar la eficacia del proyecto.
Técnicas Ex Situ
Incluyen: tratamiento de tierra, tratamiento térmico, incorporación asfáltica, solidificación, extracción de aguas subterráneas, extracción química y excavación.
- Ventajas: Menor tiempo de tratamiento; más seguros en cuanto a uniformidad, ya que es posible homogeneizar y muestrear periódicamente.
- Desventajas: Necesidad de excavar el suelo; aumento en costos e ingeniería para equipos; debe considerarse la manipulación de material y la posible exposición al contaminante.
Propiedades y Contaminantes Específicos
Compuestos Volátiles
¿Qué compuestos pueden ser volátiles? Aromáticos, hidrocarburos, pesticidas, disolventes, alcoholes y cetonas. Estas sustancias se producen comúnmente en las industrias de pinturas, farmacéutica y alimentaria.
Propiedades del Suelo
- Propiedades físicas: textura, densidad aparente, densidad real, porosidad.
- Propiedades químicas: pH, capacidad de intercambio catiónico, materia orgánica, medida de fertilidad.
Hidrocarburos (HAPs)
Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) derivan de actividades antropogénicas y poseen 2 o más anillos aromáticos.
- Bajo peso molecular: naftaleno, fenantreno, antraceno.
- Alto peso molecular: criseno.
Para establecer un margen de limpieza de un suelo contaminado por hidrocarburos (HCs), existen normas mexicanas como la NOM-138-SEMARNAT/SS-2003, que establece los límites máximos permisibles de HCs en el suelo.
Procesos Avanzados de Remediación
Electro-remediación
Consiste en el uso de un campo eléctrico, electrodos y electrolitos para la conducción de contaminantes hacia pozos.
Procesos de Oxidación Avanzada (PAOs)
Se basan en la generación de radicales libres para oxidar la materia orgánica y lograr la mineralización de los contaminantes. Son procesos fisicoquímicos capaces de producir cambios profundos en la estructura química de las sustancias.
Los PAOs se definen como procesos que implican la formación de radicales hidroxilo (*OH) con un potencial de oxidación de E = 2.8V. Otros oxidantes utilizados son:
- Ozono: 2.08V
- Peróxido de hidrógeno: 1.78V
- Dióxido de cloro: 1.57V
Estos radicales oxidan compuestos orgánicos principalmente por abstracción de hidrógeno, adición electrofílica o dobles enlaces, generando radicales orgánicos libres (R*) que reaccionan con moléculas de oxígeno formando un peroxirradical. Esto inicia una serie de reacciones de degradación oxidativa que pueden conducir a la completa mineralización.
Proceso Fenton y Foto-Fenton
Proceso Fenton: La combinación de Fe2+ y H2O2 genera radicales HO•, que reaccionan por dos vías: la oxidación de Fe(II) (reacción improductiva) y el ataque a la materia orgánica.
Foto-Fenton: Funciona con un haz de luz. Se utiliza radiación con una longitud de onda menor a la UV (menores a 190 nm) que produce la degradación de la materia orgánica en fases condensadas o gaseosas mediante la fotólisis del agua, produciendo radicales hidroxilo, átomos de hidrógeno y electrones acuosos.