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CONTAMINACION AMBIENTAL La contaminación es uno de los problemas ambientales más importantes que afectan a nuestro mundo y surge cuando se produce un desequilibrio,

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Presentación del tema: "CONTAMINACION AMBIENTAL La contaminación es uno de los problemas ambientales más importantes que afectan a nuestro mundo y surge cuando se produce un desequilibrio,"— Transcripción de la presentación:

1 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.

2 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).

3 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, 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 natural.

4 Contaminación antropogénica.

5 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.

6 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.

7 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

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9 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

10 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...

11 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.

12 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

13 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

14 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.

15 Tabla que Plant y Raiswell (1983) sobre la movilidad de los metales pesados en función de las condiciones de pH y Eh. Bajo Eh Alto Eh

16 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.

17 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.

18 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).

19 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.

20 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. 90 familias están consumiendo agua con alto nivel de arsénico 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.

21 Punteado basófilo de los hematíes en una intoxicación por plomo de origen alimentario 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.

22 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 …...

23 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".

24 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

25 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.

26 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.

27 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.

28 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

29 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.

30 RESTAURACIÓN AMBIENTAL

31 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.

32 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.

33 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.

34 Tecnologías de remediación: clasificación con base en su estado de desarrollo: tradicionales e innovadoras. lugar en donde se realizan: in situ y ex situ.

35 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

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37 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

38 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.

39 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.

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41 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.

42 Proceso de Biorremediación in situ de agua y suelo.

43 Proceso de Biorremediación ex situ de agua y suelo.

44 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.

45 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.

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47 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.

48 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.

49 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.

50 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.

51 Fitorrestauración.

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53 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.

54 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.

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56 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.

57 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.

58 Muros de Tratamiento.

59 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.

60 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.

61 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)

62 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.

63 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.

64 Intermareal rocoso MAREAS NEGRAS: El caso del Prestige. Ricardo Anadón.Dpto de Biología de Organismos y Sistemas

65 Playa de Cantabria. Foto de satélite

66 Playas de cantos

67 Llanuras de arena


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