analisis y trat. suelos - iv..pdf

7/23/2019 ANALISIS Y TRAT. SUELOS - IV..pdf

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Del suelo

Blgo David N Flores Calla



• Físicas

• Químicas

• Biológicas

Blgo. David N. Flores Calla



1. Color

2. Textura

3. Estructura 4. Porosidad 5. Permeabilidad 6. Profundidad efectiva.

En un suelo profundo, las raíces de las plantas penetran hasta

un metro o más sin tropiezos de ninguna clase.En un suelo muy superficial, las raíces de las plantas penetranmuy poco, porque encuentran: Agua muy cerca de lasuperficie, Rocas y piedras, Capas endurecidas y Salesdañinas.

7. Drenaje.

Drenaje interno

, es la rapidez con que el agua se muevedentro del suelo. En los suelos arcillosos o gredosos, el aguase mueve muy lentamente. Por eso se encharcan.Drenaje externo, es la rapidez con que el agua se escurre porla superficie del terreno.




o

Acidez:

o Capacidad de Intercambio de Elementos

:

Son características del suelo que describen elcomportamiento de los elementos, sustancias ycomponentes que lo integran como materia orgánica,

nutrientes y también algunas sustancias que loperjudican. Las más importantes son:




v Aireación e Infiltración: Debido a que los organismosconstruyen cuevas y canales por donde pueden pasar elagua y el oxígeno.

v Estructura: Los diversos materiales y sustancias generadospor la descomposición de residuos y por los organismos

ayudan a pegar los terrones del suelo.v Fertilidad: La fertilidad aumenta porque al descomponerse

los residuos presentes en el suelo se producen nutrientespara las plantas.

Son características que se presentan en el suelo por la actividad deorganismos vivos como animales y plantas dentro y sobre él. Lasmás importantes son: La presencia de MO y de los productos que sederivan de ella como

humus

ynutrientes

. La materia orgánicapermite que se mejoren otras propiedades del suelo como son:




Frente a los contaminantes




Representa el grado desensibilidad (o debilidad) delsuelo frente a la contaminacióneste depende de la intensidad deafectación, del tiempo que debe

transcurrir para que los efectosindeseables se manifiesten en laspropiedades físicas y químicas deun suelo y de la velocidad conque se producen los cambios

secuenciales en las propiedadesde los suelos en respuesta alimpacto de los contaminantes.




La vulnerabilidad de un suelo a la degradación

depende, entre otros factores, de latopografía, de la condición del suelo (textura,

estructura e índice de fertilidad) y de lavegetación ya sea natural o inducida.




Se debe realizar una recopilación de estudiospuntuales de suelo y evaluar el nivel de ladegradación del suelo de la región.

Dentro de la cual se identificar los:

Tipos dedegradación:

•

Físico,• Químico y

• Biológico

Grados:

• Leve

•

Moderada• Grave y

• Extrema.




La contaminación

• Consiste en una degradaciónquímica que provoca la

pérdida parcial o total de laproductividad del suelocomo consecuencia de laacumulación de sustancias

tóxicas en concentracionesque superan el poder deamortiguación natural delsuelo .




Un suelo puedecontaminarse de maneranatural.

Ejem

: suelosbastante evolucionados

formados sobre rocas quecontienen elementospesados como; Cr, Ni quepasan a formas

disponibles solublesdesplazando a elementosesenciales como; Ca yMg.




La atenuación deelementos nocivoscontaminantes se realiza

a través de reacciones decomplejación, reaccionesde adsorción ydesorción, reacciones de

precipitación ydisolución, etc.




Distintos suelosreaccionan deforma diferenteante la presenciade un mismocontaminante o deuna misma

cantidad decontaminante.




Esta reacción está condicionada por factorescomo la vulnerabilidad específica de cadasuelo y esto muy relacionado con el poder de

amortiguación del suelo

Poder de

amortiguación

Mayor vulnerabilidad

del suelo




Vulnerabilidaddel suelo

Intensidad dela

contaminación

Velocidadde

producción

de cambiosnegativos




Biodisponibilidad

del contaminante

Movilidad

Persistencia

Determinada por: Competencia

entre sistema radicular de la

planta, la solución del suelo y la

fase sólida del suelo.

Regulará su distribución y

transporte en el suelo o a otros

medios.

Controlará la duración de su

efecto pernicioso en el suelo.




• Metales Pesados: es aquel elemento metálicoque presenta una densidad superior a 5g/cm3 oaquellos metales o metaloides asociados a

problemas de contaminación.

• Algunos elementos esenciales en pequeñas

cantidades: Fe, Mn, Zn, B, Co, Cu, Ni, Mo. Sin

embargo en altas concentraciones son nocivos.




Otros no desempeñan ninguna funciónbiológica, como: Cd, Hg, Pb.

Estos elementos tienen su origen en elsustrato litológico o roca madre y suministraeste material mineral al alterarse,meteorizarse o intemperizarse.




Concentración: varía con el tipo de agente yde microorganismo: una misma concentración

del agente puede producir un efecto diferente

en distintos microorganismos.

Tiempo: los microorganismos no son

susceptibles a un agente en la misma forma,

por lo que no todos los microorganismosmueren al mismo tiempo.




pH: afecta tanto a los microorganismos como alos agentes químicos.

El aumento de pH por encima de 7 incrementa la

carga negativa de los microorganismos afectando laconcentración del agente sobre la célula.

El pH determina el grado de disociación y la

efectividad del agente químico, pues a menor

disociación mayor permeabilidad y mayorefectividad


CONTAMINANTES EN EL MEDIO AMBIENTE



CONTAMINANTES EN EL MEDIO AMBIENTE

Sedimentos Suelos Plantas

terrestres

Animales

terrestres

Aire

Precipitaciones

Ríos

LagosOcéanos

Rocas

Naturales

Plantas

acuáticas

Animales acuáticos

Hombre

ACTIVIDADANTROPOGÉNICA

Litosfera Hidrosfera Atmósfera

Actividad volcánica

Erosión

Actividad

glacial

Corrientes Vientos, corrientes, clima

Industria, comercio, agricultura




RUTAS DE LOS CONTAMINANTES EN SEDIMENTOS



RUTAS DE LOS CONTAMINANTES EN SEDIMENTOS

ÓXIDOS HIDRATADOS Fe y Mn,COMPUESTOS ORGÁNICOS DE

ALTO PESO MOLECULAR

LIGANDOS INORGÁNICOS,LIGANDOS ORGÁNICOS DEBAJO PESO MOLECULAR

COMPLEJOSCOLOIDALESMETÁLICOS

COMPLEJOSMETÁLICOS

(IN)ORGÁNICOS

METALESn+

SOLIDOS EN SUSPENSIÓN(especiación metálica particulada)

SEDIMENTOSEquilibrio de adsorción-desorción entre sólidos y agua intersticial, liberación de

metales desde la materia orgánica depositada, redistribución

Recubrimiento Adsorción Adsorción Adsorción Adsorción

SedimentaciónResuspensión

Flujodecompuestosorgá

nicosdebajopesomolecular

desdeelaguaintersticial

Flujodehierro,manganesoycompu

estosorgánicosdealtop

esomolecular



ALTO PESO MOLECULAR



COMPLEJOSMETÁLICOS

(IN)ORGÁNICOS

METALESn+











esomolecular



ALTO PESO MOLECULAR



COMPLEJOSMETÁLICOS

(IN)ORGÁNICOS

METALESn+











esomolecular





COMPORTAMIENTO DE LOS CONTAMINANTES ENSUELOS Y SEDIMENTOS

Factores importantes• Composición del suelo :

1.- Cantidad y tipo de materiales arcillosos2.- Óxidos de Fe y Mn3.- Contenido en materia orgánica: sustancias húmicas

• Actividad microbiana• Condiciones ambientales : pH, condiciones redox• Naturaleza de las sustancias contaminantes

Interaccióno Tendencia a acumular contaminanteso Adsorción/desorción :

1.-cantidad y tipo de materiales arcillosos

2.-óxidos de Fe y Mn3.-contenido en materia orgánica: sustancias húmicaso Actividad microbiana :

1.-Descomposición contaminantes orgánicos2.-Oxidación de sulfuros3.- Metilación de As, Se, Hg,…




DEL SUELO




MECANISMOS:

✓ Neutralización

✓

Degradación

✓ Adsorción

✓

Complejización

✓ Insolubilización




PROPIEDADES DEL SUELO QUE INFLUYEN

• Microorganismos

• Materia orgánica

• Mineralogía de arcillas• Textura

• Estructura

• Porosidad y permeabilidad

•

Capacidad de cambio iónico• pH

• Eh

• Salinidad

• Atmósfera




Factores




IMPORTANCIA DE PROPIEDADES QUE CONTROLAN LA

CAPACIDAD TAMPÓN DE LOS SUELOS PCCS) PARA METALES

PESADOS Y COMPUESTOS ORGÁNICOS TÓXICOS

pcc CARACTERÍSTICAS

Capacidad intercambio

catiónico CIC)

Suelos con CCC baja presentan baja capacidad para

retener metales pesados por adsorción. La CCC depende

del contenido y tipo de minerales de la arcilla, contenido

en materia orgánica y pH del suelo.

pH

Descenso del pH incrementa la solubilidad de metales

pesados, desciende CCC, y altera la población

microbiana.

Potencial redox Eh)

Descenso en el potencial redox (condiciones más

reductoras), disuelve óxidos de hierro y manganeso,

resultando la movilización de los tóxicos adsorbidos.




Contenido en materia

orgánica

Descenso en el contenido de materia orgánica,

reduce las capacidades: de cambio de cationes, de

amortiguación del pH del suelo, de adsorción de

compuestos tóxicos, de almacenamiento de agua;

altera la estructura (incrementa la erodibilidad del

suelo), y decrece la actividad microbiana.

Estructura

La alteración de la estructura del suelo puede reducir

el drenaje y por tanto disminuye el Eh y aumenta la

erodibilidad del suelo.

Salinidad

Incremento en salinidad solubiliza compuestos

químicos tóxicos por alteración del equilibrio de

cambio iónico, aumentando complejos solubles y

decreciendo actividades termodinámicas en solución;esto puede también decrecer la actividad

microbiológica.

Actividad microbiana

La alteración de la actividad microbiana y población

ecológica puede alterar la materia orgánica, el

potencial redox, y el pH.




El lago de Big Moose selocaliza en el estado deNueva York, que recibeun elevado nivel dedeposición ácida.Como vemos en lasiguiente figura,existen datos del pHdel agua del lagodesde 1760 de las

emisiones de S02recibidas, así como laextinción de peces enel mismo.




Podemos observar que el pH del lago permaneceprácticamente constante a través del tiempo,desde 1760 hasta alrededor de 1950. Sinembargo en un espacio de alrededor 30 años,1950 a 1980, el lago experimentó un descensode pH en más de una unidad, que se correspondecon un factor de incremento de acidez de 10.Esta disminución de pH se relaciona con laextinción de peces, que muestra una disminución

en salmón así como las truchas que son lospeces mas sensibles a la acidez y su pérdida seempezó a notar a pH = 5,7.




Para predecir lasposibles bombasquímicas antes de queocurra un desastre

ambiental, seríaconvenientedeterminar y

cartografiar lacapacidad del suelopara almacenardeterminados

contaminantes. Blgo. David N. Flores Calla



Del suelo




• Recuperar suelos para nodestruirlos.

•

Actualmente existe unaamplia gama detecnologías derecuperación de sueloscontaminados; algunas

habituales y otras todavíaen fase deexperimentación.




o Sin embargo la mejorpráctica es el

manejo

y conservación de

suelos

y se logra conlabores culturalesdiarias según sea el

daño y tipo deactividad.




Adición de Enmiendas:

Los suelos contaminadospor sales o metales pesadospueden recuperarse in situ,añadiéndoles sustanciasorgánicas e inorgánicas ymezclándolas con los

horizontes del suelo paratransformar loscontaminantes.




La adición de

enmiendas se utilizanpara inmovilizar yreducir labiodisponibilidad demetales tóxicos como:

Pb, U, As, Zn, Ni, Cu yCd.




Las técnicas de tratamiento de suelos contaminados consisten en laaplicación de procesos químicos, biológicos o físicos a residuospeligrosos o materiales contaminados presentes en el suelo a fin de

cambiar su estado de forma permanente o extraerlos.Blgo. David N. Flores Calla




1. Técnicas de aislamiento

a. Sellado• Tecnologías de cubrimiento

(vertederos)• Tecnologías de pantalla

b. Vitrificación in situc. Reducción de la volatilización

d. Estabilización/solidificación



2. Técnicas de descontaminación

Fisicoquímicas

◦ Extracción de vapores

◦ Inyección de aire

◦ Aireación◦ Bombeo de agua

◦ Enjuague de suelos

◦ Lavado de suelos

◦ Tratamiento electrocinético◦ Tratamientos químicos in situ

◦ Barreras reactivas permeables




3.Biológicas

◦ Biodegradación in situ

Bioestimulación in situ

Bioventing

Bioslurping◦ Biodegradación ex situ on site

Landfarmig

Biopilas

Compostaje◦ Biodegradación ex situ off site

◦ Fitorremediación in situ




4.Térmicas

◦ Incineración

◦ Desorción térmica





CARACTERÍSTICAS DE LAS TECNOLOGÍAS DE TRATAMIENTO DE SUELOS

Técnica

Lugar de

aplicación Velocidad de

tratamiento Coste

económico Contaminantes

tratables

Tecnologías depantalla

In situ Lenta BajoContaminantes

muy tóxicos

Vitrificación insitu

In situ Media AltoContaminantes

muy tóxicos

Reducción de lavolatilización

In situSolucióntemporal

Bajo COV

Estabilización/s

olidificación

In situ ex situ Rápida BajoMetales

pesados, materi

ales radiactivos

Extracción devapores

In situ Media BajoCOV, algunos de

rivados delpetróleo

Inyección de aire In situ Media Bajo COV

Aireación Ex situ Lenta Bajo COV

Bombeo de agua In situ Rápida BajoCompuestos

solubles

Enjuague desuelos

In situ Media Medio

Fenoles, metales, aceites,

contaminantessolubles, compu

estos orgánicos

http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/TecnologiasPantalla.asp


http://www.miliarium.com/Prontuario/Tablas/Quimica/Toxicos.htm


http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/VitrificacionInSitu.asp




http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/ReduccionVolatilizacion.asp


http://www.miliarium.com/Prontuario/Tablas/Quimica/PropiedadesFisicasCOV.htm

http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/EstabilizacionSolidificacion.asp


http://www.miliarium.com/Prontuario/Tablas/Aguas/ContaminantesAgua.asp


http://www.miliarium.com/Paginas/Prontu_copia(1)/MedioAmbiente.htm


http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/ExtraccionVapores.asp






http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/InyeccionAire.asp


http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Aireacion.asp


http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/BombeoAgua.asp

http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/EnjuagueSuelos.asp










http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/BombeoAgua.asp


http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Aireacion.asp


http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/InyeccionAire.asp


























http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/LavadoSuelos.asp




Lavado desuelos

Ex situ Rápida MedioMetales, derivados del

petróleo, COV,plaguicidas

Tratamientoelectrocinético

In situ Media Alto Metales, compuestos orgánicos

Tratamientosquímicos In situ Rápida Medio

PCB, otros contaminantesorgánicos

Barrerasreactivas

In situ Lenta MedioMetales, halocarbones, hidrocarburos derivados del petróleo,otros compuestos orgánicos

Bioestimulaciónin situ

In situ Lenta Bajo

Hidrocarburos, derivados delpetróleo,pesticidas,

disolventes, conservantes de lamadera, otras sustancias

químicas orgánicas.

Bioventing In situ Media Bajo

Hidrocarburos derivados delpetróleo, disolventes no

clorados, algunos pesticidas,

conservantes de la madera,otros compuestos orgánicos

Bioslurping In situ Media BajoHidrocarburos derivados del

petróleo

Landfarmig Ex situ Media Bajo Lodos de refinería







http://www.miliarium.com/Prontuario/Tablas/Quimica/Pesticidas.htm

http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/TratamientoElectrocinetico.asp




http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/TratamientoQuimico.asp


http://c/Documents%20and%20Settings/practicas.MILIARIO/Mis%20documentos/Tablas/Quimica/CaracteristicasCOP.htm



http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/BarrerasReactivasPermeables.asp



http://www.miliarium.com/Prontuario/MedioAmbiente/Atmosfera/NivelesInmision.htm




http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Bioestimulacion.asp








http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Bioventing.asp





http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Bioslurping.asp



http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Landfarming.asp

http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Landfarming.asp



http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Bioslurping.asp





http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Bioventing.asp












http://www.miliarium.com/Prontuario/MedioAmbiente/Atmosfera/NivelesInmision.htm






http://c/Documents%20and%20Settings/practicas.MILIARIO/Mis%20documentos/Tablas/Quimica/CaracteristicasCOP.htm

















Biopilas Ex situ Media Bajo COV, hidrocarburos, pesticidas

Compostaje Ex situ Media BajoExplosivos, HAP, compuestos

orgánicosbiodegradables

Biodegradaciónoff site

Ex situ Media Alto Residuos deartillería, COV, PCB, pesticidas

Fitorremediación in situ

In situ Lenta BajoMetales, pesticidas, disolventes,

explosivos,hidrocarburos delpetróleo, HAP

Incineración Ex situ Rápida Alto Todo tipo de compuestosorgánicos

Desorción

térmica Ex situ Rápida Medio

Compuestosorgánicos procedentes de

residuos de refinería, residuosde alquitrán, residuos de la

industria de la madera, sueloscontaminados por

creosota, hidrocarburos,pesticidas, desechos de pinturas

http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Biopilas.asp




http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Compostaje.asp

http://www.miliarium.com/Prontuario/Tablas/Quimica/PropiedadesHAP.htm



http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/BiodegradacioOffsite.asp



http://www.miliarium.com/Prontuario/Tablas/Quimica/CaracteristicasCOP.htm


http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Fitorremediacion.asp







http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Incineracion.asp



http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/DesorcionTermica.asp
















http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Incineracion.asp









http://www.miliarium.com/Prontuario/Tablas/Quimica/CaracteristicasCOP.htm







http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Compostaje.asp




http://www.miliarium.com/Prontuario/TratamientoSuelos/Biopilas.asp



•

Comprende un conjunto de procedimientos que,mediante la contención, retirada o destrucción de lassustancias contaminantes, permite la recuperación totalo parcial de las funciones del suelo.

• El gran número de técnicas existentes puede agruparseen función de sus características de operación ofinalidad.

• Así, según el objetivo del tratamiento, un grupo estáformado por las tecnologías de inmovilización ocontención de los contaminantes, mientras que otrocomprende los diferentes tratamientos para eliminarlos,

mediante su retirada (lavado, extracción de vapores,arrastre con vapor, etc.) o su transformación(incineración, vitrificación, biodegradación, etc.).




Gracias..