LOS SUELOS CONTAMINADOS LOS SUELOS CONTAMINADOS LOS SUELOS CONTAMINADOS LOS SUELOS CONTAMINADOS

Y SU GESTIÓNY SU GESTIÓNY SU GESTIÓNY SU GESTIÓN

Master en Planificación Territorial y Gestión Ambie ntal UTEM - UB

FACTORES CLAVE EN TODAS LAS TÉCNICAS

- biodegradabilidad de los contaminantes presentes- presencia de sustancias inhibidoras de esta degradación- temperatura del medio- cantidad de oxígeno en el medio- pH del medio- concentración de nutrientes en el medio- concentración del contaminante- solubilidad de los contaminantes presentes

SELECCIÓN DE LA/S TECNOLOGÍA/S

EMPLAZAMIENTO

Uso actual y futuro

Características del suelo

Hidrogeología

CONTAMINANTE

Biodisponibilidad

Concentración

Profundidad contamin.

Objetivos saneamiento

Tiempo disponible

BATERIAS DE TRATAMIENTO

DECISION SOBRE LAS TECNICAS DE DESCONTAMINACIÓN

Titular terreno

ConsultoresContratistas

Técnicos Administración

Expertos

Colectivosinteresados

Residentes

Autoridades ambientales

Trabajadores

OtrasAutoridades

MATRIZ TECNOLOGÍAS

http://www.frtr.gov/matrix2/section3/table3_2.html

ATENUACIÓN NATURAL

• DILUCIÓN

• SORCIÓN

• VOLATILIZACIÓN

• ADVECCIÓN

• DIFUSIÓN

• DISPERSIÓN

• DEGRADACIÓN

FUENTE INACTIVADA

DILUCIÓN

Reducción de la concentración de contaminante por mezcla con agua limpia.

Infiltración en el terreno.

¿Es ético utilizar agua subterránea limpia?

SORCIÓN

Reducción de la concentración de contaminante por retención sobre partículas sólidas.

Proceso superficial.

ADSORCIÓN

ABSORCIÓN

INTERCAMBIO IÓNICO

¿Es estable?

SORCIÓN

MTBE

benzeno

xylenos

foco

CÁLCULO DEL RETRASO

R = 1 + rb kd /q

R = retardation factor

rb = bulk density = rs(1-q) rs = solids densityq = porosity

kd = (soil) distribution coefficient = foc Kocfoc = fraction organic carbonKoc = organic carbon/water partition coefficient

VOLATILIZACIÓN

Reducción de la concentración de contaminante por transferencia hacia la fase gaseosa.

A través del terreno.

¿Es una vía de exposición a considerar?

ADVECCIÓN

Movilización horizontal a través de un plano vertical. Dentro de las líneas de flujo.

Velocidad.

DIFUSIÓN

Reducción de la concentración de contaminante por paso de una zona de gran concentración a una zona de menor concentración.

Debe haber un gradiente.

Es menor en un medio poroso que en el agua.

• Mecánica (cambio textura)

• Hidrodinámica (dispersión mecánica + difusión molecular)

DISPERSIÓN

TIPOS DE DISOLVENTES CLORADOS

Cl

C

Cl

ClCl

Cl

C

Cl

HClCl

ClCl

H

HH

Cl

HCl

Cl Cl

ClCl

Cl

Tetracloruro de Carbono

Cloroformo 1,1,1-Tricloroetano

TetracloroetenoTricloroeteno

disolvente industrialdisolvente de tintoreria

disolvente de tintoreriadisolvente de desengrasar motores

disolvente de desengrasar motores

ATENUACIÓN NATURAL DE CLOROETENOS

Tipo I

Sustrato primario es carbón orgánico antropogénico

No hay fuente de carbón

Tipo II

Sustrato primario es carbón orgánico natural

Tipo III

Presencia de DehalococcoidesFuente de Carbón Orgánicaausente presente

PCE →→→→ cDCE PCE →→→→ E

PCE →→→→ cDCE PCE →→→→ E

PCE no esdegradable

PCE no esdegradable

ATENUACIÓN NATURAL DE CLOROETENOS

BIORREMEDIACION IN SITU DE AGUAS SUBTERRÁNEAS

Basada en el fomento del crecimiento y de la reproducción de microorganismos indígenas con capacidad de biodegradar contaminantes orgánicos que se hallen en la zona saturada, bien disueltos en el agua, bien sorbidos sobre el material del acuífero.

BIORREMEDIACION IN SITU DE AGUAS SUBTERRÁNEAS

TIPOS DE POZOS DE INYECCIÓN

CONTAMINANTES TRATADOS

Dichloromethane

Carbon Tetrachloride

Chloroform

Chloroform

Tetrachloroethylene

Trichloroethylene

1,1-dichloroethene

Pentachlorophenol

1,1,1-Trichloroethane

1,1,1-Trichloroethane

1,1-Dichloroethane

Perchlorate

TNT

RDX

HMX

DNT Nitroglycerine

Amino-DNTs

Nitrobenzene

PETN

Tetryl

TPHs

Phthalates

Total Chlorophenols

Pentachlorophenol

Total PAHs

Toxaphene

DDT, DDD, DDE

Lindane, Chlordane

HCHs

EFECTIVIDAD

BARRERAS REACTIVAS PERMEABLES

Las PRB son barreras que se construyen bajo la superficie para eliminar o reducir la contaminación de las aguas subterráneas.

Los materiales reactivos de la pared atrapan las sustancias químicas o las transforman en sustancias inocuas.

MECANISMOS DE ACCIÓN DE LOS MATERIALES REACTIVOS

• sorción de las sustancias químicas en su superficie. Por ejemplo, el carbono.

• precipitación de las sustancias químicas disueltas en el agua. Por ejemplo, la piedra caliza.

• transformación de contaminantes. Por ejemplo, el hierro.

• biodegradaciónde contaminantes. Por ejemplo, los nutrientes y el oxígeno.

BARRERAS REACTIVAS PERMEABLES

BARRERAS REACTIVAS PERMEABLES BIOLÓGICAS

FITORRESTAURACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS

RIZOFILTRACIÓNFITODEGRADACIÓN

FITOVOLATILIZACIÓNCONTROL HIDRÁULICO

CUBIERTAVEGETAL

CORREDORES DE RIBERA

RESTAURACIÓN DE SUELOS

REVEGETACIÓN Y CULTIVO

• El objetivo de estas técnicas es conseguir que después de unos años la vegetación llegue a ser similar a la preexistente.

• Los métodos básicos de implantación de la vegetación son la plantación y la siembra. La dificultad estriba en la fase inicial del crecimiento; para ayudarla se utiliza algún tipo de “mulch”.

REVEGETACIÓN Y CULTIVO

• La selección del método de revegetación (plantación manual o mecánica; siembra en hileras, a voleo, aérea o por hidrosiembra) se ha de realizar en función de la topografía, superficie a tratar, condiciones climáticas, restricciones técnicas y tipo de vegetación a instaurar.

• En la hidrosiembra, las semillas se aplican a gran presión sobre la superficie del terreno, en forma de suspensión acuosa a la que suelen añadírsele alginatos, drivados del látex o emulsiones oleaginosas para dar más viscosidad a la suspensión y permitir la adherencia de las semillas al suelo. La mezcla puede contener además, turba, paja, pulpa de madera, espuma de plástico o lana de escoria para proporcionar humedad a las semillas y favorecer así su germinación. Se usan además abonos de liberación lenta.

• Fertilizantes.

• Productos neutralizantes para terrenos ácidos.

• Acolchado o mulch como cubierta protectora del suelo.

• Fijadores para reducir la erosión y fijar los materialesaportados.

• Otros: colorantes, superabsorbentes, funguicidas y repelentes.

Coste de la Hidrosiembra en taludes, incluyendo preparación terreno1.34 Euros por m².

REVEGETACIÓN Y CULTIVO

Los principales factores que deben considerarse en la selección de las especies vegetales a utilizar en la restauración son:

a) Los condicionantes macroclimáticos, que influyen también en la definición de las labores necesarias de preparación previa a siembras y plantaciones, y en las posteriores necesidades de mantenimiento.

b) Las particularidades microclimáticas, como la exposición (el efecto solana/umbría).

c) Los usos del suelo circundante, de manera que sea efectiva la coherencia ecológica y paisajística.

d) La forma y la estructura geofísica prevista de las superficies a revegetar (pendiente, granulometría, pedregosidad-rocosidad, litología, etc.) que condicionarán el tipo de revegetación, la cantidad de material a utilizar, etc.

e) La concordancia con la vegetación circundante para no producir rupturas del paisaje (por ejemplo la no utilización de especies exóticas).

f) Adaptabilidad a las condiciones edafológicas del lugar, de manera que precisen pocos cuidados (rusticidad).

Se recomienda que se alternen especies de características complementarias: especies de hoja caduca y perenne, de crecimiento lento y de crecimientorápido, gramíneas y leguminosas, rastreras, etc.

PARÁMETROS ÓPTIMOS FERTILIDAD SUELOS

> 300P biodisponible (mg P2O5/kg)

> 0,2N asimilable (%)

> 50Capacidad Intercambio Catiónico (meq/100 g)

> 200K asimilable (mg K2O/kg)

> 400Mg asimilable (mg MgO/kg)

> 3000Ca asimilable (mg CaO/kg )

< 10Caliza activa (% CaCO3 fino)

< 25Carbonato equivalente (% CaCO3)

< 2Conductividad eléctrica específica (dS/m)

6 - 7,5pH (H2O)

> 2,9Materia orgánica fácilmente oxidable (%)

Valores óptimos de fertilidad

Parámetro

CASOS PRÁCTICOS

Brownfields

Recursos industriales y comerciales abandonados, o poco utilizados donde la expansión o la reconstrucción es complicada por una contaminación del medio ambiente verdadera o percibida.

AMPLIACIÓN AEROPUERTO DE BILBAO

• FASE 1: Construcción de una celda de seguridad• FASE 2: Preparación del vaso• FASE 3: Sellado del alvéolo de confinamiento (sellado

inferior, sellado lateral, superior)• FASE 4: Excavación de residuos y tierras contaminadas,

transporte y ubicación de los residuos en el alvéolo.• FASE 5: Integración paisajística• FASE 6: Construcción de una planta de tratamiento de

lixiviados.

ENSIDESA, Avilés

Principales aspectos medioambientales del desmantelamiento y posterior urbanización de la antigua cabecera de ENSIDESA

a) La existencia de cantidades importantes de diversos tipos de residuos, tantopeligrosos como no peligrosos, bien porque se quedaron acopiados o abandonadosen las instalaciones en el momento del cese de actividad, bien porque se han generado durante el desmantelamiento.

b) La necesidad de descontaminar diferentes instalaciones afectadas, tales comopuestos de transformación, talleres, depósitos de combustibles.

c) La existencia de suelos contaminados, tanto por la presencia de áreas de vertidoo almacenamiento temporal de sustancias contaminantescomo por fugas o derrames de instalaciones productivas.

d) La generación de importantes cantidades de residuos inertes de demolición(hormigón, escombro de ladrillo, chatarra).

Suelo contaminado por hidrocarburos 13.600 m3 que se han acumulado en una celda de acopio provisional para su tratamientoposterior.

El método de tratamiento previsto es la Desorción Térmica, bienmediante una planta móvil a instalar en el emplazamiento (tratamientoon site), bien en una planta fija situada en la CE (tratamiento off site), ya que no se dispone de este tipo de plantas en España.

En lo que se refiere a suelos contaminados con metales pesados, se ha previsto enviar a tratamiento en planta externa los materialescontaminados con cromo, mientras que para los suelos contaminadoscon Zn y Pb, su destino previsto es un depósito de seguridad, juntocon los residuos siderúrgicos de tratamiento de gases yamencionados, con los que son perfectamente compatibles.

POSIBILIDADES RECICLAJE DE LOS SUELOS CONTAMINADOS

Presencia de bencenoAbrasivosMaterial cerámicoTuberías

HTPsMetales

Fabricación de ladrillos

Restricciones técnicas o estéticas

Material construcciónHTPsMetales

Fabricación de cemento

Contenido de cenizasPresencia explosivos

CombustibleDisolventes orgánicosHTPs

Aprovechamiento energético

Riesgo de dispersión de contaminantes volátiles, si están presentes.

PavimentosAislamientos

Metales, Radionúclidos (a baja concentración) Plaguicidas y PCBs

Incorporación a asfaltos

LimitacionesUso finalContaminantesTecnología

PRETRATAMIENTOS

ACTUACIONES EN CASO DE ACCIDENTE

• Eliminar los riesgos más inmediatos para la salud o la seguridad de las personas.

• Localizar el foco, verificar si está activo y establecer barreras.

• Identificar los contaminantes presentes.

EFECTOS DE LA GESTION DE LOS SUELOS SOBRE LAS EMISIONES DE GASES CON

EFECTO INVERNADERO

Efectos gestión suelo

Régimen de humedad Régimen de temperatura Aireación Estructura

ANAEROBIOSIS & CONDICIONES REDUCTORAS → CH4

OXIDACION → CO2

MINERALIZACION DE LA MATERIA ORGANICA → CO2, CH4

NITRIFICACION – DESNITRIFICACION → N2O, NOx

Emisiones de metano en arrozales

Manto de agua

MOS

CH4

SUPERFICIE ANUAL COSECHADA

DE ARROZ S = m2 / año

EMISIONES ANUALES DE METANO (CH4)

FE = Tg / año

Factor de emisión para arroz cultivado bajo riego continuo de 100 días

FE = 20 g / m 2

Emisiones de óxido nitroso (N2O) por manejo agrícola de los suelos

•Aplicación de fertilizantes

•Esparcido de estiércol

•Producción de cultivos fijadores de N(alfalfa, soja, etc.)

•Incorporación de residuos agrícolas(cultivos y pasturas consociadas)

•Pastoreo de ganado (orina y heces)

Emisiones directas

Emisiones indirectas• Volatilización y deposición atmosférica

de N fertilizantes y estiércol

• Desplazamiento y lixiviación de N

Secuestro de carbono por los suelos

El secuestro de carbono es esencialmente el proceso de transformación del carbono del aire (dióxido de carbono, o CO2) en carbono almacenado en el suelo.

El dióxido de carbono es absorbido por las plantas a través del proceso de fotosíntesis, e incorporado en la planta comotejido vegetal. Cuando las plantas mueren, el carbono de las hojas, tallos y raíces se descompone en el suelo y se convierte en materia orgánica. Este es el proceso básicollamado secuestro de carbono.

Secuestro de carbono por los suelos

El dióxido de carbono atmosférico, y otros gases de efecto invernadero absorben el calor que es reflejado desde la superficie de la tierra. Este incremento de calor podría conducir al calentamiento global. A través del secuestro de carbono, los niveles de dióxido de carbono atmosférico son reducidos con un incremento de los niveles de carbono del suelo. Si el carbono orgánico del suelo no es disturbado, entonces puede permanecer en el suelo por muchos años como materia orgánica estable. Este carbono es entonces secuestrado o removido desde la fracción disponible para ser reciclado hacia la atmósfera.

Este proceso reduce los niveles de CO2 en la atmósfera, reduciendo las probabilidades del calentamiento global.

Deberían completarse los inventarios de suelos para poder calcular unas tasas de emisión de GEI y un potencial de secuestro de carbono más ajustados a la realidad. Igualmente, dado que las medidas de mitigación tendrían que estar basadas en las posibilidades de cada tipo de suelo, es imprescindible completar el conocimiento sobre este recurso natural.

La gestión de los fertilizantes nitrogenados puede ser mucho másefectiva y viable que otras medidas en la mitigación de los efectos del cambio climático, ya que los óxidos de nitrógeno suponen una contribución específica del 89% en las emisiones de GEI generadas a partir de los suelos (datos europeos). Habría que profundizar especialmente en este tema y hacer cumplir las medidas agroambientales y las buenas prácticas agrícolas establecidas en la legislación.

Es necesario desarrollar y aplicar estas buenas prácticas en lo que se refiere al uso eficiente de los fertilizantes nitrogenados y con el reciclaje de los residuos orgánicos ganaderos y urbanos, en combinación con técnicas de cultivo adecuadas para facilitar la integración y mantenimiento del carbono orgánico en el propio suelo. En este sentido, las técnicas de cultivo mínimo, cultivos ecológicos o de no cultivo parecen las más adecuadas.

CÓDIGO DE BUENAS PRÁCTICAS AGRÍCOLAS DE CATALUÑA

El objetivo de este Código es conseguir una agricultura productiva y competitiva capaz de reciclar y reutilizar la mayor cantidad posible de fertilizantes orgánicos al tiempoque se minimiza la contaminación de aguas por nutrientes de origen agrario.

Cataluña tiene unas especificidades climáticas y de uso del suelo que condicionan la redacción de este código. Sobre 3 millones de hectáreas sólo 1 millón son cultivadas y de éstas0.3 millones son de regadío, la mayoría en zonas semiáridas. Al ser el nitrógeno el segundo factor limitante, después de la disponibilidad de agua de la producción agrícola en el mundo, es evidente que hay que ser muy prudentes al limitar o restringir su uso, ya que ello afectará a la producciónde alimentos de manera significativa.

La fertilización nitrogenada en la práctica

Una correcta fertilización nitrogenada es fundamental para obtener unas buenas producciones, tanto en calidad como encantidad y es también la mejor solución medioambiental para maximizar la eficiencia en el uso de recursos (nutrientes y agua).

Es por tanto necesario ajustar dichas aplicaciones de fertilizantes en el tiempo, en la cantidad y en el espacio.

Para ello se requiere elaborar planes de fertilizaciónespecialmente en aquellas explotaciones donde se manejenelevadas cantidades de fertilizantes nitrogenados o, siendomenores, en las que existen elevadas cantidades de nitrógenopor unidad de superficie.

La fertilización nitrogenada en la práctica

Los pasos a seguir serán:

• Calcular las disponibilidades de N en la explotación• Delimitar y descontar de la superficie base a fertilizaraquellas áreas donde no se puede aplicar algún tipo de fertilizante• Calcular la superficie necesaria para aplicar todo el nitrógenode los fertilizantes orgánicos• Delimitar las áreas donde los fertilizantes orgánicosdeben ser aplicados con restricciones: tiempo o cantidad• Calcular la máxima cantidad de fertilizantes orgánicos que se deben almacenar en el período en que no es posible aplicarlosal suelo.

Cantidad de fertilizantes a aplicar

La cantidad de fertilizante a aplicar se determinará a partir del balance del nitrógeno disponible para las plantas y considerando que no todos los fertilizantes son absorbidosel primer año de su aplicación. Así, por ejemplo, se considera que:

– Sólo el 50-85% de los fertilizantes minerales nitrogenados es absorbido el año de su aplicación

– Según el tipo de fertilizante, el sistema de aplicación y el tiempoen que éste tarde en incorporarse al suelo, las pérdidas pueden ser muy variables

– En el caso de estiércoles, purines y otros fertilizantes orgánicossólo una parte es aprovechada el primer año, mientras que una cantidad progresivamente menor es aprovechada en los añossiguientes.

Período de Aplicación de los fertilizantes

Interesa que el nitrógeno este disponible lo más cerca posible del momento en que las necesidades del cultivo son máximas. Para ello conviene ajustar el momento de su aplicación, por lo que en muchos casos habrá que recurrir a fraccionar el abonado en varias aplicaciones, con lo que se consigue una máxima eficiencia en el uso del nitrógeno y un mínimo lavado de nitratos.

En el código de esta comunidad se hace referencia al periodo de aplicación de fertilizantes de los siguientes cultivos: cereales de invierno, maíz, viña, almendro, olivo, avellano, fruta dulce, cítricos, hortalizas, prados de montaña y arroz.

Áreas excluidas o con limitaciones de fertilización nitrogenada

En general se evitará la aplicación de cualquier fertilizante cerca de cursos de agua, manteniendo una zona que actúe de tampón y evitela adición directa (accidental o voluntaria) de nutrientes a lasaguas.

Se evitará la aplicación de fertilizantes orgánicos en:

• Áreas a menos de 10 m de cursos de aguas si son fertilizantes líquidos; si son estiércoles sólidos a 5 m. En estas zonas se debe dejar una banda incultivada. • Para riegos por aspersión se evitará que pueda alcanzar dichos 10 m. • Si el riego es por gravedad, se evitará que el fertilizante salga de la parcela • No aplicar a distancias inferiores a 50 m de fuentes, pozos, etc. que suministren agua a personas y animales • A 200 m en lugares de baño • En viveros de moluscos a 500 m • Cerca de pueblos, casas habitadas, terrenos de deporte, campings, etc.

BONES PRÀCTIQUES AMBIENTALS. DEPARTAMENT DE MEDI AMBIENT DE LAGENERALITAT DE CATALUNYA

. La comunicació. Les bones practiques consisteixen, principalment, a considerar ivalorar la incidencia de qualsevol decisió i de qualsevol acció en la generació deresidus, aigües residuals i emissions. Per aixo, és important que tots els membresd'una empresa treballin d'una manera conjunta i comparteixin la informaciónecessaria per poder realitzar les seves tasques habituals i contribuir a I'objectiuglobal de prevenció.

. Eis procediments establerts. L'establiment de procediments escrits d'actuació i elseu seguiment per part del personal de planta pot ajudar a estalviar materiesprimeres, evitar la generació de productes fora d'especificacions, minimitzar el riscd'accidents o incidents i, així, evitar la generació de contaminació.

. La neteja. El processos de neteja eficients estalvien recursos i agents de neteja ieviten la generació de residus, d'aigües residuals i d'emissions.

. Conservació d'eines i d'instal.lacions. Eis equips pateixen un desgast a causa dela seva utilització intensiva. La seva utilització i un programa de mantenimentpreventiu poden minimitzar el desgast i les conseqüencies que se'n deriven.L:objectiu és prevenir les avaries abans que puguin provocar perdues de produccióo generin contaminació.

. Cada cosa al seu Iloc. Cada cosa al seu Iloc i un Iloc per a cada cosa. Lesdiferents operacions que tenen Iloc en una indústria solen requerir arees ambcondicions i equipaments determinats perque siguin realitzades amb el m ínim riscper al medi ambient. El des-ordre condueix a errors i aquests poden implicar lageneració de contaminació o de riscs ambientals.

. Aillar, recollir i netejar. L:existencia de fuites i vessaments és relativamentfreqüent a la majoria de les empreses. La seqüencia a.lllar, recollir, netejar, demanera adient, permet reduir la propagació de la contaminació. Afavoreix lavalorització deis productes vessats i m inim itza les necessitats d'aigua i/o productesde neteja. Tot plegat significa la reducció del volum i de la carrega contaminant deles aigües residuals generades.

. Consum d'aigua i electricitat. Un Ilum ences sense cap utilitat o una clau de pasmal tancada comporten un malbaratament de recursos i poden constituir una fontde generació de residus i emissions. Una empresa conscienciada d'aquest fet potevitar el malbaratament de recursos, prevenir la generació de contaminació iaconseguir estalvis economics importants.

. El magatzem i el seu manteniment. Un magatzem ben gestionat i ordenat permetuna bona gestió que disminueix el risc de perdues de materials per incidents ocaducitat, i aixo comporta una reducció en la generació de residus i, per tant, unadisminució del cost associat a la seva elim inació.

. Manipulació i transport. L:observació de les precaucions necessaries en elsprocediments de manipulació, transport i transvasament de productes permet

Debemos exigir en primer lugar el conocimiento exacto de cómo este recurso debe ser usado por la generación presente sin restringir o dificultar seriamente cualquiera de las necesidades de las generaciones futuras.

Ya que no sabemos cuáles van a ser esas necesidades (no sabemos lo que no sabemos) hay que tomar la situación actual como punto de partida, lo que significa que hay que preservar las funciones que actualmente adjudicamos a los suelos, evitando cualquier actividad que pueda comprometer irreversiblemente alguna de dichas funciones.