Gestión de Sitios ContaminadosGestión de Sitios Contaminados

SEMINARIOSEMINARIOBIORREMEDIACIÓN DE SUELOS Y ACUÍFEROS CONTAMINADOSBIORREMEDIACIÓN DE SUELOS Y ACUÍFEROS CONTAMINADOS

Mayo 2 y 3 de 2006Mayo 2 y 3 de 2006

Santiago Cardona GalloSantiago Cardona Galloscardona@unal.edu.coscardona@unal.edu.co

42551124255112

Universidad Nacional de Colombia Sede Universidad Nacional de Colombia Sede MedellínMedellín

Facultad de MinasFacultad de MinasEscuela de Geociencias y Medio AmbienteEscuela de Geociencias y Medio Ambiente

Posgrado en Aprovechamiento de Recursos HidráulicosPosgrado en Aprovechamiento de Recursos HidráulicosAuditorio Alejandro LópezAuditorio Alejandro López

Facultad de Minas- Bloque M3-218Facultad de Minas- Bloque M3-218

Gestión

Grado de contaminación

Estándar de limpieza

Medidas de seguridad

Diseño de la remediación

Muestreo

Hidrogeología

Protocolo de

tratabilidad

Colección y análisis de

datos

Efectos a la salud y medio ambiente (RBCA)

Transporte de

contaminantes

Calidad de datos

Planeación

Estudio preliminar y de

detalle

Modelo conceptual gestión de sitios contaminados por dimensiones

•Automóviles

•Baterías

•Bebidas

•Fabricación de Computadoras

•Fabricación de componentes electrónicos

•Electroplateado y acabado de metales

•Explosivos

•Alimentos y lácteos

•Tintas

•Compuestos químicos inorgánicos

•Pigmentos inorgánicos

•Hierro y acero

•Pieles y acabados de pieles

•Fundición y refinación de metales.

Industrias Potencialmente Contaminadoras

•Compuestos químicos orgánicos

•Pinturas y revestimientos

•Perfumes y cosméticos

•Refinación del petróleo

•Productos farmacéuticos

•Equipos y suministros fotográficos

•Impresiones

•Productos de goma, caucho y sintéticos

•Astilleros

•Fabricación de detergentes y jabones

•Textiles

•Procesamiento y conservación de alimentos

Evaluación

1. Determinar el grado de la contaminación

2. Formular medidas de seguridad

3. Establecer estándares de limpieza de acuerdo a estudios de riesgo a la salud y la medio ambiente

4. Establecer diseño de la remediación

Evaluación

1. Colectar

2. Clasificar

3. Evaluar

4. Obtener muestras de las diferentes fases sedimentos, aire, suelo y agua

Planeación

•Colección de datos

•Identificación de los principales efectos a la salud y al medio ambiente

•Diseño del programa de muestreo y análisis

•Colección de muestras y análisis de muestras

•Diseño del protocolo de tratabilidad

•Análisis de resultados

•Informe

Evaluación:

Proceso lógico para determinar el origen y distribución del contaminante en el suelo y subsuperficie.

Exploración física del sitio contaminado. Preliminar y detallada

Objeto:Constatar la emisión de contaminantes

Identificar y establecer la distribución y concentración del contaminante

| Diseñar el programa de remediación del sitio contaminado

Inventario

Realizar el inventario de sitios potencialmente contaminados y peligrosos en la región.

Evaluación

Preliminar: Análisis de información, mapas, para determinar la posible contaminación y reconocimiento del sitios. No se realizan muestreos.

Detallada: sí existe contaminación: definir origen y composición, nivel de contaminación con un programa de muestreo y análisis.

Muestreo, análisis, interpretación, protocolo de tratabilidad y evaluación de resultados

Evaluación preliminar

•Análisis histórico del sitio: fotos, mapas y usos del suelo

•Reporte de actividades: industriales, comerciales, materias primas, productos, subproductos y residuos.

•Reporte de actividades previas a las establecidas en archivos de planeación

•Entrevista con propietarios actuales, pasados y el gobierno

•Inspección del manejo de materiales, residuos y almacenamiento

•Localización de redes hidráulicas, construcciones y almacenamiento

Evaluación preliminar

•Inspección de los alrededores del sitio contaminado y su topografía

•Estudio de la geología del sitio a partir de mapas

•Estudio de la información hidrogeológica y ubicación de fuentes de agua y acuíferos

•Información meteorológica clima, pronósticos del tiempo, vientos predominantes, precipitación y perfiles de temperatura.

•Localización de centros poblados aledaños y población expuesta

•Información de especies amenazadas y en peligro de extinción

Actividades industriales previas

Mantenimiento: uso intensivo de detergentes, solventes, lubricantes, ácidos, álcalis, productos de asbesto y sales metálicas.

Disposición de residuos: entierro, incineración, concentración de metales pesados, hidrocarburos aromáticos policíclicos.

Disposición ilegal en el sitio: compuesto químicos diversas y otros residuos.

Información de la evaluación preliminar

•Generación histórica de residuos y prácticas de vertimiento.

•Compuestos peligrosos asociadas al sitio contaminado.

•Fuentes potenciales de compuestos peligrosos

•Rutas de transporte de los contaminantes y zonas afectadas

•Determinación de los receptores propensos a contaminarse

•Determinación de los puntos de muestreo

Desarrollar

•Mapa general del sitio

•Ubicación de construcciones

•Ubicación de contenedores y tanques

•Ubicación de fuentes de agua

•Ubicación de pozo de agua

•Ubicación de pozos de monitoreo de agua subterránea

-Fotografías del área actuales y antiguas.

-Desaparición de depresiones naturales, hoyos y tierras húmedas.

-Variación de la reforestación de áreas contaminadas.

-Cambios en la vegetación aledaña a las construcciones.

-Evidencias de calentamiento o combustión.

-Análisis organoléctico del agua superficial.

-Evidencia de plantas y animales muertos o animales que emigran.

-Evidencia de vapores, manchas, aceites u otras sustancias.

-Determinar la existencia de tanque o contenedores y su identificación y evidencia de fuga.

-Identificar corrientes de agua.

-Identificar los accesos al sitio para estudios posteriores.

Diseñar mapas conceptuales de los procesos y disposición de residuos.

La evaluación preliminar permite

Desarrollar estudios futuros especializados

Tipo de muestreo

Análisis requerido

Confirmar la contaminación del sitio o construcciones

El reconocimiento del sitio corrobora la información obtenida de la evidencia documental, amplia

detalles y complementa la información.

Evalúa las condiciones generales del sitio, las áreas potencialmente contaminadas, diseñar el

muestreo y determinar riesgos potenciales asociados al sitio.

Evaluación Detallada

Confirma y describe el sitio contaminado a través de un plan de muestro y análisis de diferentes medios y residuos.

La evaluación detallada caracteriza el tipo y extensión de la contaminación o determina que el contaminante no está presente.

Se colecta nueva información por medio de la inspección visual y de muestreo

•Identificar instalaciones sin problemas.

•Colectar evidencias de liberación de contaminantes.

•Establecer prioridad en la instalaciones para su investigación posterior.

•Identificar el objeto de acciones correctivas inmediatas o de investigación de la restauración a realizar.

•Identificar objetos impactados por la contaminación como vías, edificaciones, agua superficial, agua subterránea, aire y suelo.

Actividades de la evaluación detallada

1. Estudio de la información disponible y de datos analíticos.

2. Organización del grupo de trabajo

3. Desarrollo de los planes de trabajo

4. Diseño del muestreo, higiene y seguridad del manejo de compuestos o residuos producidos durante la investigación.

5. Trabajo de campo para inspeccionar visualmente el sitio, toma y análisis muestras.

6. Evaluación e interpretación de todos los datos y preparación del reporte.

El muestreo se desarrolla para cada sitio en particular y se lleva a cabo principalmente en las áreas donde se identificó potencialmente la contaminación en la evaluación preliminar.

Se han realizado planes de muestreo, equidistantemente de 5 metros, como barriendo volúmenes de revolución o cilindros de diámetro y altura de 5 metros.

1. Estudio detallado de la información y resultados obtenidos en la evaluación preliminar para probar la hipótesis del sitio contaminado y analizar los riesgos de contaminación sobre:

-Pozo de agua potable

-Tomas de agua potable

-Piscicultura y ambientes sensibles

-Habitantes y ambientes sensibles a la contaminación del suelo

-Poblaciones y ambientes sensibles por la migración de sustancias peligrosas al aire

2. Organización del grupo de trabajo

Personal administrativo, científico, técnico y de campo.

- Director del proyecto o investigador

-Personal de muestreo de campo

- Higienista y de seguridad

- Químico analítico

- Hidrogeólogo

- Administrador

Planes para la evaluación detallada

- De trabajo

- De muestreo

- De higiene y seguridad

- De manejo de residuos generados en le investigación

- Protocolos de tratabilidad

- Diseño de la remediación

Son documentos de procedimientos, recursos económicos, análisis, ciencia e ingeniería y logística.

Plan de trabajo

Especificación de requerimientos administrativos, logísticos, programa de recursos económicos para personal, análisis, equipos y viáticos.

-Resumen de la información del sitio para ayudar a lograr los objetivos de la evaluación detallada.

-Objetivos

-Programa de actividades

-Descripción de actividades

Plan de trabajo

-Descripción del personal, entrenamiento especial, organización de grupos de trabajo, equipo y contratación de servicios.

-Determinar los riesgos físicos, químicos y biológicos en el sitio y su afectación a los requerimientos de tiempo, costos, persona y equipo.

-Determinar accesos al sitio, distancia al laboratorio u oficina y envió de muestra.

-Programar muestreo y la posibilidad de presencia de personas en el sitio.

-Equipos requeridos y el tiempo de utilización en campo.

3. Plan de higiene y seguridad

Determinar los requerimientos y procedimientos para proteger la salud y seguridad del persona de campo y la población aledaña al sitio contaminado (niveles de protección, instrucciones de rutina y respuesta a situaciones de emergencia), además listar el personal clave y los requerimientos a la salud y seguridad.

4. Plan de manejo de residuos

Se determinas las acciones para el manejo de los residuos generados en la investigación y en los protocolos de tratamiento, que permitan cumplir con la normatividad. Minimizar la cantidad de residuos generados.

Cortes de suelo

Lodos de perforación

Agua subterránea purgada

Fluidos de descontaminación

Equipo de muestreo y de protección

Dejar el sitio en condiciones similares a las encontradas antes del estudio

Retirar los residuos que presente riesgo inmediato a la salud humana y al ambiente

Cumplir la normatividad ambiental

Trabajo de campo

Reconocimiento del sitio, observaciones en campo y el muestreo en diferentes medios

El reconocimiento se realiza previo al trabajo de campo para estudiar el lugar, fuentes contaminantes y puntos de muestreo.

Los análisis de las muestras se programan antes de su recolección en campo.

Trabajo de campo

1. Completar las observaciones de campo y determinar los puntos de muestreo.

2. Localizar y medir la distancia a los receptores.

3. Ubicar las poblaciones en riesgo cercanas al sitio.

4. Toma de muestras de materiales y de residuos del sitio.

5. Completar los procedimientos de descontaminación.

6. Muestreo de suelo superficial, subsuperficial, agua superficial, agua subterránea, vapores y sedimentos.

Evaluación de datos

El director del proyecto colecta y evalúa los resultados de las

muestras analizadas

- Características del sitio y la fuente contaminante

- Determinación de contaminación en diferentes fases

- Receptores actuales y potenciales expuestos a la Contaminación

- Historia y manejo de los residuos en el sitio

- Compuestos peligrosos hallados

- Rutas de migración de los compuestos contaminantes

- Impactos a la salud y al medio ambiente

Los datos de la evaluación detallada se comparan con los estándares de limpieza para suelo y acuíferos, sedimentos y agua superficial, proporcionando la información de la existencia de contaminación.

La autoridad ambiental define

1. La evaluación está concluida

2. Necesidad de una investigación adicional

3. Se requiere realizar la remediación

Diseño del muestreo

El muestreo permite

Colectar información

Caracterizar la contaminación

Identificar las rutas de exposición

Diseño de la remediación

Se realiza en conjunto con el plan de seguridad y de calidad de datos

El plan de muestreo permite cumplir los objetivos, ayuda a evitar errores y confusiones en el campo, preserva la salud y seguridad de los trabajadores, ahorra tiempo y dinero.

Muestra falso negativo

Cuando un compuesto peligroso está presente pero no se detecta.

Muestra falso positivo

Cuando un compuesto peligroso se detecta pero no esta presente en el sitio, esta

influenciado por los procedimientos analíticos y de muestreo y no por el tipo de muestreo.

El objetivo de la colección de la muestra para el análisis es obtener una cantidad pequeña y representativa del medio en estudio y que pueda reflejar adecuadamente las propiedades de interés.

Las muestras para el control de calidad deben tener un procedimiento igual a las muestras del sitio. El laboratorio o laboratorista no deben conocer cuales son las muestras de control de calidad.

Las muestras de control de calidad permiten

Estimar el sesgo

Estimar la precisión

Determinar diferentes fuentes de error del muestreo

Determinar fuentes de error del laboratorio o de los métodos analíticos

Requerimientos para documentar el muestreo

Muestras para control de calidad de campo típicas

para la evaluación detallada

Requerimientos para documentar los análisis de laboratorio

Luego de los análisis se procede al manejo y reporte de los datos y con el control de calidad sirven para producir datos exactos, precisos, completos y representativos.

Etapas para el manejo de datos

Factores no medibles

Variabilidad de la muestra

Se debe minimizar el error relacionado con el muestreo y apegarse a los procedimientos de operación estándar, seleccionar el equipo de muestreo, contenedores, conservadores adecuados, planear la secuencia y programar la colección de muestras.

Las muestras pueden reflejar la variabilidad en su colección y manejo, o la variabilidad de los compuestos tóxicos con respecto al sitio, el tiempo o la fase.

Tipo de variabilidad de las muestras

Informe de datos del laboratorio

-Resumen del problema estudiado.

-Resumen de los objetivos de calidad de los datos.

Descripción del trabajo de toma de muestras, anexando mapas del sitio contaminado donde se señalen los puntos de muestreo.

-Descripción de los métodos analíticos con referencias y resumen de cualquier problema analítico que se hubiera presentado.

-Resumen de la representatividad de los datos.

-Interpretaciones y conclusiones a partir de la información integrada y proporcionada en el informe.

Objetivos del muestreo

-Identificar los niveles más altos de contaminación

-Describir la distribución espacial y vertical de la contaminación

Tipos de muestreo

Muestreo para identificar blancos

Muestreo para identificar compuestos contaminantes en el sitio

Muestreo para detectar la presencia de una emisión

Muestreo para discriminar entre fuentes alternativa de contaminación

Muestreo para determinar concentraciones representativas naturales

Muestreo para verificar las practicas de campo y de laboratorio

Esquemas de muestreo

Muestreo simple al azar

Muestreo de malla (preferible)

Muestreo a juicio

Profundidad del muestreo

Tamaño de las muestras

Número de muestras

Selección del sitio de control

-Viento arriba o gradiente positivo del punto de muestreo

-Deben tomarse primero para evitar contaminación

-Evitar el transito entre el sitio de control y el sitio contaminado

Sitio de control de área y local

Protocolo de muestreo

Es el procedimiento detallado que se debe seguir en la colección, empaque, etiquetado, preservación, transporte, almacenamiento y documentación de las muestras.

Debe identificar los punto de muestreo, tipos de equipos y métodos analíticos.

Equipo para muestreo de suelo

Contenedores para muestras de suelo

Modelo racional para remediar

Pro

ceso

de

eval

uac

ión

de

un

sit

io c

on

tam

inad

o

Pro

ceso

de

eval

uac

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on

tam

inad

o

Árbol de eventos para escenarios expuestos

Relación entre costos, niveles peligrosos y de riesgo

Eta

pas

par

a u

n p

roye

cto

de

rem

edia

ció

n

1.Estación de servicio No. 1Tabla 1. Análisis de los parámetros iniciales del suelo contaminado

Parámetro Concentración o Valor

TPHs

13.085 mg/Kg

9.064 mg/Kg

10.384 mg/Kg

BTEX No se detectaron

N 0.46%

P 144 ppm

UFC/g 9x105 UFC/g

TºC 20ºC

pH 7.5

Contenido de humedad 18.8 %

Tabla 2. Resultados de TPHs final proceso bioventeo

No. MuestraConcentración TPHs

(mg/Kg)

1 1.708

2 1.221

3 1.847

Tabla 3. Resultados final del proceso oxidación

No. MuestraConcentración TPHs

(mg/Kg)

1 870

Tabla 4. Resultados al final del proceso de estabilización y de la remediación

No. Muestra Concentración TPHs

(mg/Kg)

1 25

2 12

3 33

4 No detectable

Norma 1,000

1.Estación de servicio No. 1

2.Estación de servicio No. 2Tabla 1. Análisis de los parámetros iniciales

Parámetro Concentración o Valor

TPHs 2.254mg/Kg promedio

N 0.24 %

P 395 ppm

UFC/g 11x106 UFC/g

TºC 20ºC

pH 8.0

Contenido de humedad 16.3 %

Tipo de suelo

Natural Limo Arenoso Arcilloso

LLenos Grava Arenosa Limosa

Porosidad

Suelo Natural 36 %

LLenos 34 %

Conductividad Hidráulica (cm/sg)

Suelo Natural

6x10-4 a1x10-9

LLenos 3x10-2

Tabla 2. Resultados segunda etapa

No. MuestraConcentración TPHs

(mg/Kg)

1 775.6

2 708.9

3 963.6

2.Estación de servicio No. 2Tabla 3. Resultados de la tercera etapa

No. MuestraConcentración TPHs (mg/Kg)

1 86.3

2 40.9

3 31.5

4 77.0

Tabla 4. Resultados de TPHs al final del proceso

de estabilización/solidificación y de la remediación

No. Muestra Concentración TPHs (mg/Kg)

1 35.2

2 32.9

3 119.6

Norma 1,000

OBJETIVO

Presentar un amplio panorama de las tecnologías para la biorremediación de suelos y acuíferos contaminados y la gestión de sitios contaminados.

METODOLOGÍA

El seminario será presentado en charlas magistrales y estudios de casos.

LUGAR

Auditorio Alejandro LópezFacultad de Minas- Bloque M3-218Universidad Nacional de ColombiaCarrera 80 No. 65-223.

FECHA Y HORARIO

2 y 3 de mayo de 20068:00 a.m. a 12:00 a.m.

INFORMACIÓN

Santiago Alonso Cardona Gallo Profesor Escuela de Geociencias y Medio AmbienteFacultad de MinasUniversidad Nacional de Colombia Sede MedellínE-mail: scardona@unalmed.edu.coTEL. 4255112. y 4255100

CONFERENCISTAS

Pedro Alvarez

Rice University, Houston, USAChair Dept. of Civil & Environmental Eng.B.Eng. Civil Engineering McGill University, Montreal.M.S.E.   Environmental Engrg.    University of Michigan, Ann Arbor.Ph.D. Environmental Engrg.    University of Michigan, Ann Arbor.

SEMINARIOBIORREMEDIACIÓN DE SUELOS Y ACUÍFEROS CONTAMINADOS

Profesor visitante en Swiss Federal Institute of Technology (EAWAG), profesor adjunto de la Universidad Nacional Autonóma de México, UNAM y UFSC (Florianopolis, Brazil). Es presidente de la Asociación de Profesores de Ingeniería y Ciencia Ambiental de USA (AEESP), y asesor en diversos países.

Santiago Alonso Cardona Gallo

Profesor Escuela de Geociencias y Medio AmbienteFacultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín.Ph.D. Ingeniería Ambiental, Instituto de Ingeniería-UNAM, México.M.Sc. Ingeniería Ambiental, Instituto de Ingeniería-UNAM, México.Ing. Sanitario, Universidad de Antioquia.

PROGRAMA

Martes, 2 de mayo, 8-12 AM

1. Gestión de sitios contaminados2. Biorremediación de sitios contaminados

Miércoles, 3 de mayo, 8-12 AM

3. Biobarerras 4. Fitorremediación de suelos contaminados5. Nanotecnología Ambiental

INCRIPCIONES Y DERECHOS

Fecha limite de inscripción: 24 de Abril de 2006TEL. 4255112-4255100. E-correo: scardona@unalmed.educoCupo limitado a 30 asistentes.Sin costo.La Inscripción incluye: certificado de asistencia.

Escuela de Geociencias y Medio AmbienteFacultad de Minas

Universidad Nacional de Colombia

Gracias