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Contaminación del suelo por hidrocarburosM.C. Raúl Castañeda Ceja
Principales funciones del suelo
El suelo y el subsuelo
constituyen un recurso natural
difícilmente renovable.
Filtrante durante la recarga
de los mantos acuíferos
Protección de los mismos
es el lugar donde ocurren
los ciclos biogeoquímicos.
Espacio de actividades
agrícolas y ganaderas
Soporte de la vegetación
Características de los hidrocarburos
Compuestos formados por
átomos de carbono e hidrogeno.
Presentes en el petróleo
Existiendo cantidades
combinadas de nitrógeno, oxigeno,
y azufre.
Mezcla compleja de gases, líquidos y
solidos
Además compuestos de
hidrogeno, níquel, vanadio.
Contaminación del suelo
Estamos acostumbrados a considerar al suelo, como algo
muerto.
Donde podemos colocar, acumular o tirar cualquier
producto solido o liquido que ya no nos es de utilidad.
Cuando lo asemos de forma voluntaria o accidental
Papel
Vidrio
Plastico
Materia organica
Residuos peligrosos
Afectamos de manera directa las características físicas,
químicas y de este, desencadenando efectos sobre
los seres vivos.
Contaminación del suelo
El manejo inadecuado de los
materiales y residuos
peligrosos
Ha provocado un grave problema de contaminación de
los suelos
El problema de los suelos
contaminados con hidrocarburos radica de hace pocos años.
No existía conciencia del
grado de la dificultad y el costo
que representa
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
Elías Munguía y Martínez en SEMARNAP
Las propiedades químicas del suelo más afectadas por un derrame de hidrocarburos son:
• • Aumento de carbono orgánico, ya que el 75% del carbono del petróleo crudo es oxidable
• • 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
Los efectos tóxicos de los hidrocarburos en el ambiente dependerán de:
• La cantidad y composición del petróleo
• • La frecuencia y tiempo de exposición
• • El estado físico del derrame
• • Las características del sitio donde sucedió el derrame
• • Variables ambientales como temperatura, humedad y oxígeno
• • El uso de dispersantes químicos (está restringido su uso)
Petróleos Mexicanos (PEMEX)
Contamina potencialmente el
ambiente
Emisión de humos, polvos, gases
Descargas de aguas residuales
generadas durante la perforación de
pozos
En la extracción de líquidos, por la
refinación y en la producción de petroquímicos.
Las instalaciones poseen riesgos
inherentes de fugas de petróleo, diésel y
gasolina.
Por rotura de los ductos, filtración de
aguas aceitosas desde las presas
Derrames del agua aceitosa desde las
presas por inundaciones
durante lluvias.
Transportación de petróleo crudo y
productos refinados en buques tanque .
Implica la posibilidad de derrames .
Informe anual de PEMEX de 19995
6% fue
consecuencia de los 93 derrames
ocurridos en instalaciones
de PEMEX Refinación
(PR).
Vo
lum
en r
esta
nte se debió a los
763 derrames en
instalaciones de PEMEX
Exploración y Producción
(PEP).
se establece que el derrame
de hidrocarburos representó el 0.3% de las emisiones y descargas
totales.
Daños provocados por
hidrocarburos al suelo y a la salud
contaminación
• La contaminación, es la alteración de lascaracterísticas físicas, químicas o biológicas delos factores medioambientales en grado talque supongan un riesgo inaceptable para lasalud humana o los ecosistemas.
Acusa del hombre
Un suelo contaminado por hidrocarburo esaquel que:
Presentan concentraciones de hidrocarburos totales de petróleo
superiores a 50 mg/Kg.
• Derrames en operaciones de transporte y de carga y descarga.
• Fugas de conducciones superficiales
• Derrames sistemáticos en instalaciones industriales
• Fugas por accidentes industriales
Efecto HIDROCARBUROS AROMÁTICOS POLICÍCLICOS ( HAPs)
SOBRE LA SALUD HUMANA
Vías de penetración: inhalación, ingestión y penetración cutánea Son los más tóxicos de los hidrocarburos. La exposición
en periodos prolongados ha desarrollado casos de cáncer y algunos ejercen efectos mutagénicos. El benzo(a) pireno es cancerígeno.
SOBRE LOS ECOSISTEMAS
Otros efectos: lenta degradación, acumulación en los sedimentos, suelos, plantas acuáticas y terrestres, peces e invertebrados.
Efecto BENCENO Y SUS DERIVADOS
SOBRE LA SALUD HUMANA
Vías de penetración: inhalación, ingestión y penetración cutánea.- Causa: Depresión del sistema nervioso central, inconsciencia a menudo mortal (sólo bajo altas concentraciones). Dermatitis. Dolor abdominal y de garganta.
SOBRE LOS ECOSISTEMAS
Ecotoxicidad: muy tóxico - Otros efectos: Riesgo de inflamabilidad y explosión.
Efecto BIFENILOS POLICLORADOS ( PCBs)
SOBRE LA SALUD HUMANA
Vías de penetración: inhalación, ingestión y penetración cutánea.Posibles efectos cancerígenos y teratogénicos. Atacan al hígado,
produciendo coma hasta la muerte.
SOBRE LOS ECOSISTEMAS
Otros efectos: Inhiben el crecimiento de las plantas. Baja degradación y alta persistencia en el suelo
Es una tecnología emergente queutiliza organismos vivos.
Absorber, degradar o transformar los
contaminantes y retirarlos, inactivarlos oatenuar su efecto.
Convertir sustancias que son peligrosas paralos organismos vivos a productos inertes, demanera que solo queden desechos inofensivosde dichas sustancias.
OBJETIVO
Descontaminación Digestión Sustancias orgánicas por
los microorganismos
Obtienen la fuente de carbono
Crecimiento de sus células
funciones metabólicas
Descontaminación Digestión Sustancias orgánicas por
los microorganismos
Obtienen la fuente de carbono
Crecimiento de sus células
funciones metabólicas
Problemas que enfrentan Petróleos Mexicanos (PEMEX) es la generación
de residuos peligrosos.
72% corresponde a lodos y recortes de perforación (residuos de perforación).
8% a lodos aceitosos provenientes de refinerías.
6% a aceites gastados de refinerías y complejos petroquímicos.
Los métodos de tratamiento biológico dependende la capacidad de los microorganismos paradegradar residuos aceitosos a productos inocuos(dióxido de carbono, agua y biomasa) a través dereacciones bioquímicas.
La biodescontaminación es un proceso espontáneoo dirigido en el cual mediante procedimientosbiológicos, fundamentalmente microbiológicos, sedegradan o transforman los contaminantes hastaformas menos tóxicas o no tóxicas.
Biodegradabilidad.
Distribución del contaminante en las distintas fases.
Lixiviación.
Los hongos basidiomicetos ligninolíticosproducen un conjunto de enzimasextracelulares para metabolizar la ligninaque les confieren, asimismo, la capacidadde degradar un amplio abanico decontaminantes.
La aplicación de estos hongos para tratar yrecuperar espacios contaminados tiene uninterés creciente. Esta revisión recoge diversosaspectos de las tecnologías debiorrecuperación y de los avances en elconocimiento del metabolismo ligninolítico.
TÉCNICAS PARA TRATAMIENTO DE EMPLAZAMIENTOS CONTAMINADOS
El confinamiento tiene como finalidad elaislamiento de la fuente contaminante,evitando la salida de líquidos (lixiviados),polvo o gases; es decir controlando ladispersión de la contaminación.
La recuperación de un espaciocontaminado puede abordarse mediantediferentes estrategias: confinamiento,limpieza y estrategia de respuesta.
tratamiento in situ del suelo contaminado
excavación del emplazamientocontaminado, retirada del sueloafectado y tratamiento ex situ delmismo
excavación, retirada y depósitoen vertedero controlado
LA LIMPIEZA INCLUYE LA APLICACIÓN DE UNA O VARIAS TECNOLOGÍAS PARA ELIMINAR LOS CONTAMINANTES DEL
SUELO
BIORREMEDIACION: HONGOS
por ejemplo: Sustancias empleadas en lapreservación de la madera. Hidrocarburosaromáticos policíclicos. Organoclorados. Bifenilospoliclorados. Tinturas. Pesticidas. Fungicidas.Herbicidas. Lignina.
Ciertos hongos son muy efectivosen la remoción de un amplio rangode contaminantes.
Pleurotus ostreatus
pleuroto en forma de ostra (Pleurotusostreatus) es un hongo comestible,estrechamente emparentado con la seta decardo (Pleurotus eryngii).
Aplicación del hongo como Alternativa para laBiorremediación de Suelos Contaminados conMetales Pesados.
El término biorremediación fue acuñado a
principios de la década de los '80.
Los científicos observaron que era posible aplicar
estrategias de remediación que fuesen biológicas,
basadas en la capacidad de los microorganismos de
realizar procesos degradativos
se basan en la digestión
sustancias orgánicas por los microorganismos
representan simplificadamente a un reactor
con su correspondiente sedimentador y
El sistema está formado por
seis pequeños reactoresconstruidos con planchas acrílicas, cada
reactor tiene una capacidad de 11L
tienen dos salidas que
permiten la salida del afluente
tratado y el drenaje de los
excesos de lodo.
la cual será bombeada mediante una bomba
peristáltica hacia un sistema de distribución
que aplicó diferentes caudales hacia cada
uno de los seis reactores, permitiendo
diferentes tiempos de retención.
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s).
En un tanque se almacenara el
agua residual sintética o
natural a ser tratada
Al mismo tiempo cada uno de los
seis reactores recibirá la dotación
de aire a través de un sistema de
distribución cuya fuente fue un
compresor de aire.
En el proceso de lodos activados los microorganismos
(Pleurotus ostreatus) son completamente mezclados
con la materia orgánica de manera que esta les sirve de
alimento para su producción.
El inóculo usado será extraído
de la planta de lodos
activados. La adaptación de
las especies no será
inmediatamente demandando,
aproximadamente, 6 días su
aclimatación.
Además, se inoculará estiércol de
ganado vacuno y abono de jardín
(cepas biológicas), a fin de acelerar el
crecimiento microbiano.
siembra del microorganismo
Se pondrá en marcha el sistema con el
encendido del compresor proveyendo de aire a
todos los reactores.
Se enciende la bomba peristáltica, la cual estará
conectada al dosificador de sustrato, el cual funciona
automáticamente dosificando una cierta cantidad de
sustrato, dependiendo del tiempo de retención
hidráulico de cada reactor.
Se llena cada reactor con el lodo cultivado
y una cantidad adicional de sustrato.
Descomposición por las
plantas y organismos, como
consecuencia de los
procesos metabólicos que
tienen lugar en las plantas.
Los microorganismos del
suelo, bacterias, algas y
hongos, obtienen alimento y
energía para su crecimiento
por descomposición de los
compuestos orgánicos sobre
todo cuando carecen de
otras fuentes.
La bioventilación es una biorremediación “in-situ” queutiliza microorganismos endógenos para degradarcontaminantes tanto del subsuelo como de las aguassubterráneas contaminadas.
Mediante esta técnica, la actividadbiológica de la bacteria endógena seestimula por medio de la inyección deaire a través de los pozos de ventilación.
Estos se instalan en varios puntos del áreacontaminada, y a través de ellos se inyectan nutrientesy soluciones específicas preparadas en laboratorio.
Se cumplieron dos condiciones para aplicar elsistema de bioventilación como tecnologíaremediativa en este lugar.
En primer lugar se determinó que era posiblela producción y provisión de oxígeno a travésde la zona vadosa del subsuelo.
Luego se demostró que los microorganismosendógenos del lugar tenían la capacidad deutilizar el oxígeno.
fue necesario determinar la conductividadhidráulica y la permeabilidad intrínseca parasaber cuán efectivo sería el sistema debioventilación en el lugar afectado.
Y de esa manera poder biodegradar lacontaminación de hidrocarburos en unaproporción aceptable.
Bibliografía
• Online de Microbiología para Farmacéuticos INTRODUCCIÓN Suelos Contaminados por Hidrocarburos Universidad de Granada.htm
• Instituto Nacional de Ecología.htm
• C:\Users\shyrma\Pictures\ambiental\Contaminación del Suelo « Secretaría de Protección Civíl.htm
