CONTAMINANTES DEL SUELO Y RESIDUO SÓLIDOS. CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS Tamaño de partícula Porosidad Humedad Estado de aireación Composición química.

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1 CONTAMINANTES DEL SUELO Y RESIDUO SÓLIDOS

2 CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS Tamaño de partícula Porosidad Humedad Estado de aireación Composición química Fracción de arcilla Capacidad de intercambio de cationes Fracción orgánica

3 TIPOS DE DEGRADACIÓN Degradación física * Erosión hídrica * Erosión eólica Degradación química * Acidificación * Salinización * Sodificación * Toxicidad Degradación biológica

4 QUE PASA CUANDO UN CONTAMINANTE ENTRA AL SUELO ?

5 Degradación biológica: Incluye reacciones de oxido- reducción, procesos de adsorción e intercambio de iones y reacciones de quelación: - Transformación biológica de compuestos orgánicos TRANSFORMACIÓN DE CONTAMINANTES Celula bacteriana C B A D H 2 O CO 2 O2O2 Metabolismo microbiano Transporte de los reactivos a través del contorno de la célula Reactivos captados por enzimas A A A A A A A A A A A A A A A A A

6 Degradación biológica - Transformación biológica de compuestos e iones inorgánicos: Incluidas dentro del ciclo del nitrógeno Degradación química - Fotodegradación: Radiación solar - Hidrólisis: Rompimiento de cadenas en medio acuoso - Oxidación - reducción: Reacciones de transferencia de electrones TRANSFORMACIÓN DE CONTAMINANTES

7 CONSECUENCIAS DE LA DEGRADACIÓN Pérdida de nutrientes Modificación de propiedades fisicoquímicas Deterioro de la estructura Disminución de la capacidad de retención de agua Pérdida física de materiales Incremento de la toxicidad

8 PROCESOS DE TRANSFERENCIA ENTRE FASES 1. Adsorción 2. Disolución - solubilidad 3. Volatilización (Concentración, solubilidad, humedad, porosidad, temperatura, contenido de materia orgánica, contenido de arcilla) 4. Condensación

9 MECANISMOS DE ADSORCIÓN

10 Fuerzas de van der Waals Intercambio cationico Intercambio anionico Enlaces de hidrógeno Enlaces coordinados FORMAS COMO SE DAN LOS MECANISMOS

11 ADSORCIÓN QUÍMICA Mecanismo superficial de esfera interna, involucra alta energía de activación ADSORCIÓN FÍSICA Mecanismo superficial de esfera externa y mecanismo del ion difuso, involucra baja energía de activación TIPOS DE ADSORCIÓN

12 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES QUE AFECTAN EL PROCESO DE ADSORCIÓN Superficie especifica pH Contenido de humedad Contenido de minerales Contenido de materia orgánica Distribución de cargas

13 BIFENILOS POLICLORADOS - PCB Sustancias químicas Existen mas de 209 Son incoloros o amarillos Poco solubles en agua Buenas propiedades dieléctricas Buena estabilidad térmica Descubiertos en 1929

14 PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE LOS PCB Moléculas compuestas C, H y Cl Aceites móviles Mas pesados que el agua Bajas presiones de vapor Bajas solubilidades Resistentes Difícilmente combustibles Capacidad de adsorción

15 Equipos eléctricos Equipos electromagnéticos Compresores Intercambiadores de calor Aceites para maquinas Su producción anual alcanzo gran auge en 1971 con 52.000 ton. La producción mundial de 1929 - 1977 se calcula en 1.2 millones de toneladas (OMS 1993) USOS DE LOS PCB

16 Aire Aves Ríos y lagos Agua marina y plancton Fuentes de PCB Suelo A. Subterránea Animales y plantas Hombre DISPERSIÓN DE LOS PCB’s

17 ORIGEN NATURAL Al meteorizarse se concentran en los suelos Actividades volcánicas FUENTES ANTROPOGÉNICAS Productos químicos, agrícolas y lodos Actividades de minería y fundición generación de electricidad y otras actividades industriales (fabricas de hierro y acero, fabricas de baterías) Residuos residenciales METALES

18 PRINCIPALES USOS DE LOS METALES Ag: Fotografía, conductores eléctricos, baterías, catalizador Al: Construcción, transporte, envasados, industria eléctrica As: Medicina, esmaltes, agente depilador, insecticidas, pigmentos Cd: Galvanización, pigmentos, baterías Co: Aleaciones, esmaltes, barnices Cr: Metalurgia, materiales refractarios, pinturas Cu: Industrias eléctricas, construcción, conservación de madera Fe: industria de hierro y acero

19 DINÁMICA DE LOS METALES

20 FACTORES QUE AFECTAN BIODISPONIBILIDAD pH (movilidad, adsorción)

21 FACTORES QUE AFECTAN BIODISPONIBILIDAD Textura (arcillas, arenas) Estructura Mineralogia de las arcillas (cada mineral tiene valores de superficie específica y descompensación eléctrica) Materia orgánica (reacciona formando complejos de cambio y quelatos) Capacidad de cambio: f (arcilla- MO) CIC capacidad de fijar Condiciones redox (metal oxidado o reducido)

22 FACTORES QUE AFECTAN BIODISPONIBILIDAD Oxidos e hidróxidos de Fe y Mn (tiene capacidad de adsorber metales divalentes Cu, Pb, Zn, Co, Cr, Mo y Ni) Carbonatos (Garantiza pH altos) Salinidad: su aumento puede incrementa la movilización La movilidad de los metales pesados es baja

23 HIDROCARBUROS Familia de compuestos orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. Son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como las sustancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos orgánicos.

24 CLASIFICACIÓN

25 ORIGEN DEL PETRÓLEO 1 Origen inorgánico CaC 2 + 2 H 2 O Compuesto +Ca(OH) 2 orgánico 2 Origen orgánico Los hidrocarburos se forman a partir de antiguos organismos vivos que fueron enterrados bajo capas de sedimentos hace millones de años. Debido al calor y la presión creciente que ejercen las capas de sedimentos acumulados, los restos de los organismos se transforman gradualmente en hidrocarburos.

26 FUENTES DE EMISIÓN EN LA INDUSTRIA PETRÓLERA EXPLORACIÓNPRODUCCIÓNTRANSPORTEREFINACIÓNDISTRIBUCIÓNCOMBUSTIÓN

27 Las propiedades físicas del suelo más afectadas por derrames de hidrocarburos son: La estructura del suelo debido a la ruptura de los agregados Aumento de la retención del agua en la capa superficial. El potencial hídrico. PROPIEDADES FÍSICAS

28 Las propiedades químicas del suelo más afectadas por un derrame de hidrocarburos son: Aumento del carbono orgánico Disminución del pH, debido a la acumulación del carbono orgánico y generación de ácidos orgánicos. Aumento del manganeso y hierro intercambiable Aumento del fósforo disponible (Semarnap, 1996). PROPIEDADES QUÍMICAS