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Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Iztacala “Caracterización de suelos contaminados con hidrocarburos de la presa provisional de la Terminal Marítima Dos Bocas, municipio de Paraíso, Tabasco” T E S I S Que para obtener el Título de: BIÓLOGO Presenta Jorge Ortíz Gómez M en C. Mario Miranda Herrera Director de la Tesis Los Reyes, Iztacala 2006. UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. EELL PPRREESSEENNTTEE TTRRAABBAAJJOO SSEE RREEAALLIIZZÓÓ EENN EELL IINNSSTTIITTUUTTOO MMEEXXIICCAANNOO DDEELL PPEETTRRÓÓLLEEOO RREEGGIIÓÓNN SSUURR AGRADECIMIENTOS Quiero agradecer profundamente a mis queridos padres Francisca Gómez y Cipriano Ortíz , quienes con su amor y dedicación me transmitieron los valores que todo ser humano desea para ser feliz. Me siento muy orgulloso de haber sido su hijo por la formación y el ejemplo de vida que me dieron. A mis hermanos Ma Esther, Guillermo, Guadalupe, Jesús, Martín y Pedro, les agradezco el haber compartido conmigo momentos fundamentales en mi vida y que a ellos debo el haber concluido mis estudios gracias a su valioso apoyo y saben cuanto los quiero. Agradezco de igual forma a mi director de tesis M en C. Mario Miranda Herrera por su confianza en mí, su gran apoyo y valiosa colaboración para el logro de este proyecto. A mis hijos: Sandra Paola, Adriana Monserrat y Jorge Luis, quienes han sido mi inspiración y mi razón por la cual he luchado para lograr concluir mi preparación profesional y no olviden que nunca es tarde para lograr las metas que uno se proponga en la vida; los amo. A ti Maria del Carmen que has compartido conmigo momentos difíciles y siempre me has motivado e impulsado para el logro de mis objetivos. Nunca me cansaré de darle gracias a dios por haber permitido unir mi vida a ti; sabes que eres mi todo. A mis queridos suegros Práxedes Saldaña y Julio Jesús, así como a mis cuñados. A mis amigos de toda la vida: Ignacio Aguirre, Guadalupe Nelly, Jose Luis Tovar y Lupita , Orbelín Cupil, José del Carmen Ocaña, de quienes he aprendido a resolver problemas cotidianos de la vida profesional. Gran parte del desarrollo de mi trabajo lo debo a la profesora Luz Ma Herrera Recamier y muy significativamente al Lic. Alfredo Robledo de los que siempre estaré agradecido. A mis profesores que contribuyeron con sus conocimientos, los cuales me permitieron concluir mis estudios. Quiero destacar la confianza, y el valioso apoyo recibido del Ing. Jesús E. Nolasco Martínez. Gracias querida Universidad Nacional Autónoma de México; en tus aulas se construye el futuro de muchos jóvenes. Y a todos aquellos que han colaborado conmigo……. Muchas Gracias. Atte: Biol. Jorge Ortíz Gómez Índice del Contenido I Presentación 1 II Introducción 3 III Reseña Histórica de la Terminal Marítima de Dos Bocas (TMDB) 4 IV Antecedentes de la situación ambiental de la TMDB 5 IV.1 La TMDB como receptora de contaminantes 5 V Objetivos 7 V.1 Objetivo General 7 V.2 Objetivos Específicos 7 VI Características de la zona 7 VI.1 Ubicación Estatal y Subregional 7 VI.2 Climatología y Meteorología 9 VI.3 Geohidrología 9 VI.4 Hidrología 10 VI.5 Topografía 10 VI.6 Geomorfología 11 VI.7 Edafología 11 VI.8 Vegetación 12 VI.9 Fauna 14 VII Metodología 15 VII.1 Procedimiento de Muestreo 17 VII.2 Trabajo de Campo 17 VII.3 Determinación Analítica 18 VII.4 Trabajo de Gabinete 18 VIII Resultados 19 VIII.1 Tabla del Resumen del Balance de materia 19 VIII.2 Tabla de resultados de caracterización de suelos 19 VIII.3 Tabla de Límites Máximos Permisibles para fracciones de hidrocarburos 20 VIII.4 Interpretación de Resultados 21 IX Alternativas de Restauración 24 X Definiciones 27 XI Recomendaciones 29 XII Bibliografía 31 Anexo 1 Balance de Materia Anexo 2 Planos Topográficos y Tablas Anexo 3 Fotografías Anexo 4 Minuta de Campo y Cadena de Custodia Anexo 5 Relación de Resultados Analíticos (HCFP) Anexo 6 Relación de Resultados Analíticos (CRETIB) Anexo 7 Currículum vitae 1 I Presentación Las actividades profesionales que he realizado a lo largo de mi trayectoria profesional, han estado encaminadas a participar en estudios relacionados con la protección ambiental en cuestiones de muestreo de contaminantes atmosféricos, tanto en fuentes fijas, como de calidad del aire (de 1981 a 1982 en la Subsecretaría de Mejoramiento del Ambiente de la Secretaría de Salubridad y Asistencia) y posteriormente de 1983 a 1987 en la Dirección General de Prevención y Control de la Contaminación Ambiental de la SEDUE (Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología). Los trabajos consistían en determinar concentración de contaminantes atmosféricos tanto en chimenea, como en el ambiente. Por otra parte he participado en el programa de protección y conservación de las tortugas marinas de México y la identificación y acondicionamiento de 14 campamentos tortugueros en las diferentes playas de nuestro país; además de darle continuidad a los planes de manejo de las áreas de reserva y principales zonas de anidación de tortuga marina. En dichos planes de manejo, se comprendieron todos los elementos que lo conforman; es decir, aspectos geográficos, climáticos, elementos bióticos, abióticos y socioeconómicos, entre otros. El objetivo de las actividades realizadas en los campamentos era evitar el decremento poblacional de las tortugas marinas, mejorar las condiciones de protección, conservación e investigación en las playas de anidación, además de conscientizar a la población en general y a las cooperativas pesqueras involucradas con el recurso a través de campañas educativas y de difusión de la importancia de conservar esta especie en peligro de extinción. Las principales acciones que se realizan en materia de conservación son entre otras, la protección y marcaje de hembras anidadoras, transplante e incubación de huevos en vivero, la liberación de crías y el registro de parámetros ambientales. Esta actividad la realicé de 1987 a 1992 en la Dirección General de Conservación Ecológica de los Recursos Naturales, dependiente de la SEDUE (Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología). Asimismo, durante 12 años participé en la docencia impartiendo clases de Biología, Física, Química y de Educación Ambiental (1984 a 1996) a nivel medio básico. En ese sentido colaboré como coautor en la elaboración de un libro de texto precisamente de Educación Ambiental en el año de 1996, el cual se edita actualmente en la Editorial Mc Graw Hill Interamericana. A partir de 1998 me incorporé al Instituto Mexicano del Petróleo en el área de Seguridad y Medio Ambiente, en donde actualmente soy responsable de llevar a cabo las caracterizaciones de suelos afectados con hidrocarburos, para la determinación de la volumetría y grado de contaminación mediante estudios de Topobatimetría en los diferentes campos petroleros de la Región Sur de PEMEX Exploración y Producción. Una de mis actividades consiste en establecer las características de distribución espacial de los contaminantes en el suelo, tanto horizontal, como verticalmentea partir del análisis de las muestras, de aquí se concluye que para efecto de poder 2 recuperar los suelos contaminados con hidrocarburos, es prioritario realizar este tipo de estudios, y posteriormente realizar acciones tendientes a la recuperación de estos. 3 II Introducción El manejo inadecuado de los materiales y residuos peligrosos ha provocado en el mundo un grave problema de contaminación de los suelos y los cuerpos de agua. En México, la industria del petróleo en su conjunto ha tenido un impacto negativo en materia ambiental. Debido a la amplia gama de productos derivados del petróleo, no ha sido posible evaluar cuantitativamente la contaminación involucrada desde la fase de explotación hasta la obtención de los productos petroquímicos básicos. El problema de los suelos contaminados con hidrocarburos radica en que hasta hace pocos años no existía conciencia del grado de la dificultad y el costo que representa la remediación de los suelos y cuerpos de agua contaminados para la sociedad, por lo que es más caro remediar que prevenir (Saval, 1995). El desarrollo económico en México ha favorecido la concentración territorial de la industria. Hasta 1970 no se aplicó ningún criterio ambiental para su desarrollo, aunque ya se tenían indicios de un impacto ambiental creciente sobre la contaminación ambiental y la generación de residuos. Las políticas de bajos precios en PEMEX provocaron un uso más frecuente del petróleo y por lo tanto un crecimiento más acelerado de la demanda energética. A mediados de la década de los 70, hubo una reestructuración masiva de la industria, debido al crecimiento petrolero por lo que la petroquímica básica se convirtió en una de las actividades con mayor contribución a la contaminación, al igual que la producción de fibras sintéticas, resinas, fertilizantes, plásticos, pinturas, pigmentos y gases industriales que pasaron a ser las actividades más relevantes por su impacto potencial al ambiente. La industria petrolera está constituida por las siguientes áreas: prospección, explotación, producción, refinación y procesamiento de gas. Es una de las industrias más importantes por el volumen de producción, generación de empleos y necesidades que satisface, entre ellas la obtención de gasolina y lubricantes para la industria y el transporte. La infraestructura petrolera está integrada por pozos, baterías de separación, complejos procesadores de gas, centrales de almacenamiento y bombeo, red de ductos y presas para el confinamiento de desechos sólidos y líquidos procedentes de la perforación y mantenimiento de los pozos. Por las diferentes actividades industriales que efectúa, Petróleos Mexicanos (PEMEX), contamina potencialmente el ambiente por emisión de humos, polvos, gases y descargas de aguas residuales generadas durante la perforación de pozos petroleros, en la extracción de líquidos, por la refinación y en la producción de petroquímicos. Las instalaciones poseen riesgos inherentes de fugas de petróleo, diesel y gasolina por roturas de los ductos, en la filtración de aguas aceitosas desde las presas y los derrames del agua aceitosa de las presas por inundaciones durante el periodo de lluvias. Además, la transportación de petróleo crudo y productos refinados en buques tanque y tuberías tiene implícita la posibilidad de derrames que pueden contaminar suelo, agua y atmósfera. 4 III Reseña histórica de la Terminal Marítima de Dos Bocas (TMDB) El desarrollo petrolero en el Golfo de México, en particular en la sonda de Campeche, determinó la necesidad de construir una terminal marítima destinada a apoyar las actividades de exploración, producción y exportación de petróleo proveniente de las regiones marinas Noreste y Suroeste. Con ese fin se construyó en 1983, la Terminal Marítima Dos Bocas (TMDB). Acorde con Toledo (1983), originalmente la terminal fue planeada como un puerto y este se planeó al oeste de la desembocadura de la laguna litoral de Mecoacán. El proyecto comprendió tres etapas: la primera, se inició en 1983, consistió en la construcción de instalaciones de almacenamiento para el abasto de operaciones costa afuera de la sonda de Campeche, de una terminal de embarque de crudo por boya a buques-tanque y de servicios auxiliares. La segunda, aun en proyecto para este año, se planeó como un puerto petroquímico para buques de gran calado, con una terminal petroquímica y servicios auxiliares. La tercera etapa, contempló otro puerto petrolero para buques de igual calado. Este autor menciona que la entrada en operación de la primera etapa del proyecto permitiría sustituir las funciones de abastecimiento que cumplía Ciudad del Carmen y transferiría una parte significativa de las actividades que se realizaban en la terminal de Pajaritos, además, Dos Bocas estaría destinado a complementar la función de los complejos petroquímicos de Cactus y más adelante, los Tabasco I y II. Las actividades en la TMDB han sido básicamente industriales y cumple actualmente con dos objetivos fundamentales: 1) procesar y exportar crudo y recuperar el gas asociado; 2) suministrar insumos y servicios en apoyo a las operaciones de exploración, perforación y explotación de yacimientos de las regiones marítimas (Fig. 1). Así, la TMDB aporta 29% del total de crudo destinado a la exportación, por lo que ocupa el segundo lugar en volumen exportado después de Cayo Arcas. 5 IV Antecedentes de la situación ambiental en la TMDB La TMDB se localiza al norte del estado de Tabasco, en la región conocida como La Chontalpa. Ésta región presenta una extensión territorial de 8, 407 km., representa el 35% de la superficie total del estado. Asimismo, la terminal se localiza aproximadamente a 37 km de la Reserva de la Biosfera Pantanos de Centla. Esta reserva, como todas las de su tipo en el país, se caracterizan por ser una área biogeográfica representativa de uno o más ecosistemas no alterados significativamente, y parte de sus objetivos incluye el conservar al menos, una zona no alterada, en que habiten especies endémicas, amenazadas, o en peligro de extinción (SEMARNAP, 1988). La cercanía de la TMDB ha puesto en un riesgo permanente de contaminación tanto a las poblaciones humanas de Puerto Ceiba, Punta Gorda, Paraíso como a otras de la región chontal; asimismo, la perturbación a los regímenes hidrológicos de la construcción de caminos, entre otros muchos factores, ha afectado de manera importante a los ecosistemas acuáticos cercanos. Desafortunadamente en este tiempo tanto la legislación nacional en materia ambiental, como los procedimientos internos de PEMEX en el mismo tenor, fueron en algunos casos insuficientes y en otros, inexistentes, para evaluar de modo general los riesgos de las actividades petroleras en zona costera. Hubo deficiencia en el establecimiento de normas y sistemas de control en las diferentes fases de producción de hidrocarburos; asimismo no se tomaron decisiones tendientes a la protección de las áreas ecológicas más sensibles, y hubo una casi total ausencia de documentación científica acerca de los efectos de explotación del petróleo y sus productos en la zona costera del trópico húmedo, entre otros muchos aspectos. IV.1 La TMDB como receptora de materiales contaminantes Uno de los usos no contemplados inicialmente durante la construcción de la TMDB fue el uso de ciertas áreas, dentro de la terminal, como receptoras de desechos provenientes de las plataformas. Esta “nueva” función, propició la apertura, uso y abandono de seis sitios en los que se vertieron hidrocarburos, lodos de perforación, recortes de la perforación, y otros desechos. Los sitios se conocen como el Pozo Mico, Laguna de Oxidación, Fosa Quemada, la Presa Provisional, Área del Quemador Estabilizado, y el Área frente a Compresoras. Es probable que la incorporación de compuestos extraños tales como hidrocarburos, y metales como bario y otros acarreados en el suelo y agua subterránea,hayan afectado tanto a los procesos naturales como a las comunidades bióticas locales. Sin embargo, las afectaciones en los diferentes niveles jerárquicos de organización biótica, la cual incluye a los individuos, comunidades y ecosistemas han sido en un contexto global, pobremente documentadas. 6 Figura 1.- Principales funciones que se llevan a cabo en la Terminal Marítima Dos Bocas. PLATAFORMAS MARINAS DE PRODUCCION. ISTMO MAYA EXPORTACION CAYO ARCAS MAYA TMBD PUERTO CEIBA C.A.B. CUNDUACAN EL GOLPE ENVIO A REFINACION EXPORTACION DOS BOCAS ISTMO MAYA OLMECA I 1I ~+ ~~+ I I 7 V Objetivos V.1 Objetivo General: • Presentar un estudio realizado como actividad profesional, para establecer la “Caracterización de suelos contaminados con hidrocarburos en el lado Este de la presa provisional de la Terminal Marítima Dos Bocas”, Municipio de Paraíso, Tabasco tomando como referencia lo establecido en la NOM-138-SEMARNAT/SS -2003. V.2 Objetivos Específicos: • Definir y correlacionar las características geohidrológicas básicas del sitio con la dispersión de los contaminantes y determinar (sí la hay) la tendencia de flujo. • Determinar la volumetría del material contaminado mediante estudios de topografía. • Establecer las características de distribución espacial del contaminante en el suelo, tanto horizontal como verticalmente, haciendo énfasis en la estratificación de las concentraciones de los Hidrocarburos. • Determinar en apego a la Normatividad ambiental vigente (NOM-052 SEMARNAT-1993 y NOM-053-SEMARNAT-1993), establecer si el sedimento es o no peligroso. VI Caracterización de la zona VI.1 Ubicación Estatal y Subregional La Terminal Marítima Dos Bocas (TMDB) se localiza al norte del estado de Tabasco (Figura 2), en la región conocida como La Chontalpa. Ésta, con 8,407 km de extensión territorial, representa el 35% de la superficie total del estado (Arias, et al., 1987). Los grupos étnicos maya-chontales han habitado desde tiempos prehispánicos esta región, cuya forma de vida ha sido económicamente característica de las zonas bajas de Tabasco (Inchaustegui, 1985). Asimismo, la terminal se localiza aproximadamente a 37 km de la Reserva de la Biosfera Pantanos de Centla. Esta reserva, como todas las de su tipo en el país, se caracteriza por ser una área biogeográfica representativa de uno o más ecosistemas no alterados significativamente, y parte de sus objetivos incluye el conservar al menos, una zona no alterada, en que habitan especies endémicas, amenazadas, o en peligro de extinción. 8 Figura 2. Ubicación de la Terminal Marítima Dos Bocas. Paraíso Puerto Ceiba Terminal Marítima Dos Bocas Laguna de Mecoacán 9 VI.2 Climatología y Meteorología El clima del municipio de Paraíso, el cual se localiza en la zona Norte del Estado de Tabasco es cálido húmedo; se caracteriza por tener temperaturas elevadas bastante constantes y uniformes, cuya media al año es mayor de 26 °C. La temperatura anual es del tipo Ganges, donde la máxima se registra en mayo, antes de la estación lluviosa y del solsticio de verano, con un valor medio superior a los 29°C, en tanto que la media más baja, mayor de 21°C se presenta en enero. La precipitación total anual en la costa es mayor de 1,500 mm, ésta se incrementa gradualmente conforme se avanza hacia el Sur. La precipitación es estacional, el periodo de lluvias abarca de junio a octubre, dentro de éste se presentan dos máximas, la primera en junio y la otra en octubre, con un promedio de 380 mm. En agosto decrece ligeramente la lluvia, lo cual se conoce como “sequía de medio verano”. La temporada de estiaje máximo ocurre entre marzo y abril, siendo el volumen medio de precipitación de 40 mm en esta zona. Desde mediados de la estación otoñal hasta fines del período invernal, la región costera es afectada por perturbaciones atmosféricas denominadas "Nortes", caracterizadas por la presencia de lluvias torrenciales. Los datos climatológicos son tomados de la Síntesis Geográfica del Estado de Tabasco (INEGI, 1995) y pueden resumirse como sigue: Temperatura máxima: 41.5°C (junio) Temperatura media: 26.6°C (octubre) Temperatura mínima: 10.0°C (enero) Precipitación anual: 526.4 mm Precipitación máxima en 1 día: 147.0 mm (octubre) Evaporación anual: 1156.0 mm Humedad relativa: 80% VI.3 Geohidrología La provincia de la Llanura Costera del Golfo Sur de México, está plenamente desarrollada, con una red de drenaje de densidad grande a mediana, bien integrada con patrones dendríticos, anastomáticos. Se caracteriza por su escaso relieve de no más de 50 m.s.n.m. El flujo del agua subterránea (manto freático) mantiene dirección NE. En general, el área está conformada por material de relleno de cuencas marinas y lacustres con aporte de materiales terrestres transportados de forma natural por corrientes superficiales principalmente del Río Seco. La mayor parte del suelo que la conforma actualmente es arena que fue transportada antropogénicamente para nivelar el terreno, aumentando con esto su nivel medio, con lo que se evitaron las inundaciones. Actualmente la utilización de las aguas subterráneas, en las poblaciones cercanas a la terminal es baja. Su potencialidad no ha sido cuantificada todavía, sin embargo, es común la presencia de agua salada en formaciones sedimentarias, por lo que al efectuar su explotación, las captaciones deben emplazarse de tal forma que el riego de contaminación sea mínimo. Esto 10 implica la necesidad de un detallado conocimiento de la geología del subsuelo y de la calidad del agua. La extracción de las aguas subterráneas en poblaciones que rodean a la Terminal se ha realizado por medio de excavaciones y pozos poco profundos, en los aluviones recientes y formaciones marinas de edad Terciaria compuestas por arenas y gravas. La explotación del agua subterránea cubre casi exclusivamente las necesidades domésticas de las poblaciones cercanas a la terminal (Paraíso, Puerto Ceiba, Torno Largo, etc.); siendo poca su demanda para el riego. VI.4 Hidrología El área de estudio se encuentra enclavada en la región del país en donde se localiza la red hidrológica más compleja, así como en la que se registran mayores precipitaciones. Aquí a diferencia de otros lugares del país, es el excedente y no la falta de agua lo que ocasiona problemas, pues se carece de infraestructura adecuada para drenarla. La abundancia de escurrimientos superficiales, tales como la corriente Río Seco en el área de estudio, con una distribución aparentemente desordenada, ha dado lugar a la formación de cuerpos de agua de variadas dimensiones, lo mismo que a pantanos y llanuras de inundación poblados por vegetación hidrófila, como mangle, popal y tule. Uno de los aspectos que caracteriza a los ríos de está región del país es la formación de meandros, debido al terreno plano y al abundante acarreo de materiales. Esta particularidad está íntimamente ligada con las inundaciones provocadas por la continuidad de las lluvias a lo largo de más de ocho meses. En virtud de lo anterior, existe una extensión considerable en una zona aledaña al área de estudio que da la apariencia de estar compuesta por una serie de lagos con islas (Sistema Lagunar de Mecoacán). VI.5 Topografía La Provincia Fisiográfica V denominada Planicie de la Llanura Costera del Golfo Sur, donde se ubica la Terminal, está limitada al Noroccidente con las cuencas de Simojovel-Campeche y Salina del Istmo. El relieve es casi plano, pues tiene altitudes no mayores de 100 m, disectadas por amplios valles resultado de grandes depósitos de diversos orígenes. En esta provincia, desarrollada por grandes corrientes de agua sobre una zona de plataforma continental en ascenso, se ha formado en un área de colmatación, donde la carga transportada por las corrientes es depositada por ríos hacia el océano,dejando abandonados sus antiguos cauces o lechos y formando nuevas vías hacia el mar. Las planicies de inundación y las lagunas más importantes son La Machona, Mecoacán, Sitio Grande y El Rosario. 11 VI.6 Geomorfología Las características geomorfológicas regionales de la Planicie de la Llanura Costera del Golfo Sur son el resultado de los efectos combinados de diversos fenómenos geológicos, de los cuales los principales son los que se mencionan a continuación: Acumulación de sedimentos. Las unidades litológicas que forman la llanura son primordialmente acumulaciones de sedimentos depositados bajo el mar y de la zona marginal costera. Se ha inferido que alcanzan en conjunto un espesor del orden de hasta 9,000 m aproximadamente en el centro de la cuenca, la cual fue originada por fenómenos de hundimientos abajo del nivel del mar. Levantamiento y Tectonismo. El levantamiento del piso marino fue originado por fenómenos tectónicos regionales probablemente ocurridos durante el Plioceno. Tal evento sigue activo en la actualidad. Así mismo, los esfuerzos tectónicos a que fueron sometidos los complejos indujeron en los estratos de sedimentos marinos, numerosos plegamientos con diversos grados de intensidad. De acuerdo con estudios gravimétricos realizados en la región, es posible pensar que el área de la barra de Dos Bocas queda situada sobre el eje de un anticlinal que corre con rumbo NO-SE y aparentemente orientado al SE. No son observables las fallas que pueden afectar esta estructura debido a los espesores considerables de materiales superficiales. Es posible que la zona sea afectada también por un sistema de fallas de dirección NNE-SSO. Erosión y sedimentación. Junto con los fenómenos antes descritos actuaron los procesos de acción fluvial erosivos y de depósito. La existencia de las corrientes del sistema fluvial Grijalva-Usumacinta y su acción erosiva en la sierra de Chiapas son anteriores al levantamiento de la llanura costera; estas corrientes modelaron y nivelaron el relieve del piso marino emergido, degradando en las partes altas y depositando en las depresiones. VI.7 Edafología La gran parte de los suelos de la Provincia Fisiográfica Planicie de la Llanura Costera del Golfo Sur tienen su origen en la depositación de aluviones, causado por el cambio de curso que han tenido los ríos durante el Cuaternario. Otros pocos son de origen residual y se formaron a partir de rocas sedimentarias, tal como: areniscas del Mioceno, calizas del Mioceno y Oligoceno, conglomerados cuaternarios y algunas lutitas–areniscas del Eoceno; y finalmente una pequeña porción de éstos son de origen litoral, lacustre y/o coluvio-aluvial. El relieve plano o ligeramente ondulado, la depositación de materiales finos de baja permeabilidad, las abundantes lluvias y los numerosos ríos, han propiciado que el manto freático se encuentre muy cerca de la superficie de los suelos, o bien, que ocurra una completa inundación de los mismos. El drenaje imperfecto y las inundaciones han dado lugar al proceso conocido como gleycolación, que es la reducción o ausencia de oxígeno en el suelo, la cual ocasiona la formación de colores gris azuloso o gris verdoso en el mismo, que corresponden a la transformación del hierro férrico a hierro ferroso. 12 En muchas áreas por deficiencia de drenaje o por influencia marina se da un proceso de acumulación de sales, y así mismo la acumulación de materia orgánica; esta última propicia el oscurecimiento de la capa superficial del suelo. En los lomeríos se presentan los procesos de migración y acumulación de arcillas para la formación de un horizonte B argílico, ocurre también la pérdida de nutrientes por el lavado, lo que ha originado suelos ácidos, así como el proceso de haploidización, por el cual se mezclan o trastornan los horizontes. La mayoría de los suelos son jóvenes y de origen aluvial, ocupan más del 85% del área y entre ellos se encuentran los Gleysoles (Ge), Regosoles (Re), Solonchak (Z), Vertisoles (V), Cambisoles (B) y Fluviosoles (J); los suelos maduros como los Acrisoles y Luviosoles (L), sólo abarcan casi el 10%; los tres primeros que se mencionan son los más representativos del área de estudio. (INEGI, 1996). Las condiciones físicas ya mencionadas han propiciado que más del 92% de los suelos sean profundos y un 3% de éstos tienen profundidades menores que están por debajo de 0.50 m y están limitados por roca o por capa de caliche; el resto tiene una profundidad menor a 0.10 m (INEGI, 1995). Un 12% de los suelos profundos se encuentran en la llanura costera anegadiza de la porción oriental de la sub-provincia y presentan acumulación de sales; 3% que se localizan en los alrededores de las lagunas costeras, tienen alto contenido de sodio, el cual limita fuertemente el desarrollo de los cultivos. En general, los suelos son de moderada a alta fertilidad, pero en algunas porciones donde existen limitantes químicas y de saturación de bases, ésta es baja (INEGI, 1995). VI.8 Vegetación La cubierta vegetal en todo Tabasco refleja en general condiciones de clima de tierra baja tropical. El complejo patrón de las diversas formaciones vegetales en Tabasco puede explicarse mejor con base en las condiciones de adaptación (edáficas), especialmente a los ambientes acuáticos y más recientemente, al grado de alteración antropogénico. Desde el punto de vista florístico y de la diversidad de comunidades vegetales que ocupan extensiones inundables considerables, los pantanos del delta Grijalva-Usumacinta, los más importantes de la región, albergan la reserva de plantas más importante y biodiversa de Mesoamérica (Lot y Novelo, 1988). En la zona norte del estado de Tabasco, alrededor de la Barra de Dos Bocas, las condiciones ambientales favorecen al intemperismo de los suelos en forma acelerada y también a una degradación rápida de la vegetación en las zonas pantanosas circundantes. En la costa, las asociaciones vegetales predominantes son las selvas de manglar (Rhizophora, Avicennia) y la selva semidecidual en los bordos de playa. Dentro del mar, existen algunas extensiones considerables de vegetación sumergida de pastos marinos (Thalassia testudinum y Halodule Deplanthera wrightii), cuya productividad es muy alta (por ejemplo, en la Laguna de Términos la productividad fue de 260 toneladas por año). Los pastos marinos tienen una función clave en el mantenimiento de los sistemas costero-estuarinos: proporcionan hábitat, refugio durante la crianza y alimentación de muchos organismos con importancia ecológica y comercial (Moore y Wetzel, 1988). 13 Hacia el continente, muy por atrás de la Laguna de Mecoacán, la zonación vegetal está asociada con plantas de agua dulce, tales como los pantanos de mucalería y popal (INEGI, 1995). Otros autores, West y colaboradores (1987), describen las asociaciones vegetales en las diferentes regiones en Tabasco. Para la playas de la Barra de Dos Bocas mencionan la existencia de una zona con plantas bajas, dispuestas burdamente en franjas lineales. En las playas activas, inmediatamente arriba de la zona supralitoral, existen plantas pioneras rastreras como Ipomea y Sesuvium portulacasrum. Sobre las playas de crecimiento, en áreas sujetas a ocasionales oleajes de tormenta, se encuentra por lo general un denso crecimiento tanto de las plantas rastreras, como de plantas erectas de poca altura y halotolerantes (tolerantes a las sales del mar). Asimismo, gran número de leguminosas (Canavalia, Cassia, Vigna, Phaseolus, etc.) y otras especies tipo maleza (Amaranthus, Okenia, Oenothera, etc.) también pueden estar presentes. Los arbustos comienzan a aparecer en el lugar más elevado como berma de tormenta que en algunos puntos se encuentra aún cubierta de espesos matorrales de crucetilla (Randia aculeata) o uva de mar (Coccoloba uvifera). Una última asociación vegetal en playa se observa a barlovento de la berma de tormenta que permaneceparcialmente protegida de las condiciones salinas producidas por el rociado del oleaje. Aquí se encuentran matorrales de arbustos altos (Hibiscus tillaceus), sivil (Malvaviscus arboreus), y la uva de mar. Inmediatamente detrás de los bordos y las barreras de playa (Chiltepec) y a lo largo del curso de los ríos (González) y otros cercanos, así como en la laguna de Mecoacán, todos afectados por condiciones salinas, se encuentran extensas selvas de manglares. Tres son las especies que predominan en la región: la roja (Rhizophora mangle), negra (Avicennia nitida) y blanca (Laguncularia racemosa). El mangle rojo se distingue por sus raíces protuberantes; crece en sedimentos con alto contenido orgánico, anóxicos y con producción de ácido sulfhídrico (H2S). La selva de Avicennia, con neumatóforos delgados como lápices, ocupa las tierras más altas de terrenos de arcillas arenosas, residuos de viejos diques de ríos o bordos de playas. Algunas otras especies de plantas que pueden soportar las condiciones salinas en las selvas de manglar. Dentro de la selva mezclada, agrupaciones de la trepadora pantropical Acrostichum aureum, ejemplares de Hibiscus tillaceus y unos cuantos arbustos trepadores tales como Dalbergia (West et al., 1987). Con relación a las plantas hidrófitas de agua dulce, la asociación de tular-popal abarca aproximadamente el 23% de la superficie total de la región. Está distribuida en forma de manchones continuos paralelos al cordón litoral, como en las cercanías del poblado de Paraíso. El desarrollo de esas comunidades vegetales hidrófitas está condicionado fundamentalmente por la presencia de zonas pantanosas y de inundación poco profundas, que han sido originadas por la abundante precipitación sobre terrenos planos con suelos arcillosos y de drenaje lento, como los Gleysoles, Solonchak gléyicos y Vertisoles pélicos. Esta asociación tiene una fisonomía característica, ya que la conforman plantas herbáceas de 1 a 3 m de altura, con hojas grandes y anchas de color verde que sobresalen del agua y constituyen una masa muy densa, la cual apenas deja entrever el pantano sobre el que se encuentran. 14 Los elementos del popal son el Quento, también llamado Popote u Hojilla (Thalia geniculata), y especies de Galathea y Heliconia, que forman agrupaciones puras y mezcladas; las de Tular son el Molinillo, Jacinto, la Espadaña o Tule, la Lechuga acuática y otras más. Dichas especies se encuentran en mayor o menor grado, como componentes de ambos tipos de vegetación. El papel de las plantas acuáticas en el ambiente del pantano es muy complejo y ha sido descrito en detalle por Novelo y Lot (1988). Por un lado, las plantas acuáticas son parte importante de las cadenas tróficas, al ubicarse como productoras primarias de materiales orgánicos. Fungen como parte los complejos sistemas de filtración natural del agua; asimismo permiten el resguardo para especies animales y proveen materiales y substratos para la anidación, desove y crianza de organismos acuáticos. Y por último, las plantas forman parte del proceso de oxigenación del agua, esencial para el mantenimiento de la vida aerobia local. VI.9 Fauna Las tierras bajas de los estados de Tabasco, Campeche, Yucatán y Quintana Roo, conjuntamente con algunas porciones de los estados de Veracruz y Chiapas, representan desde el punto de vista biogeográfico, el conjunto de una zona de transición entre las faunas Neoárticas y Neotropicales (West et al., 1987). Gran parte de la fauna nativa de Tabasco es semitropical, y para algunas especies de Sudamérica, la zona de transición mencionada representa el límite septentrional. No obstante los diversos ambientes dentro de las tierras bajas de Tabasco, existen pocas áreas de fauna bien definidas, ya que la mayor parte de los animales de tierra abarcan libremente varias zonas ecológicas. Los ambientes acuáticos y semiacuáticos, tales como el pantano de agua dulce y los lagos adyacentes, o el lodazal del manglar, presentan las asociaciones faunísticas más representativas. Los pantanos y manglares tienen importancia ecológica preponderante: funcionan como refugios y áreas de crianza de muchos organismos endémicos y visitantes asociados con la selva lluviosa. El pantano de manglar, abundante en la Barra de Dos Bocas, esta altamente especializado en vida silvestre. Parece ser que los mamíferos son particularmente escasos, sin embargo, en antaño era posible encontrar tribus de simios aulladores que utilizaban el manglar como refugio (West et al., 1987). Dentro del manglar es posible encontrar algunos reptiles tales como serpientes, lagartos e iguanas. Los insectos forman probablemente la clase de animales más diversa y abundantes; los mosquitos, algunos con alta probabilidad de ser endémicos del manglar, son particularmente agresivos y hematófagos. Las aves observadas con mayor frecuencia en el año son las aves marinas, especialmente las garzas. Sin embargo, a fines del otoño es posible observar también la presencia de aves marinas migratorias procedentes del norte. Un aspecto distintivo de la fauna de los manglares lo constituye la abundancia de crustáceos y moluscos entre las raíces zancudas de Rhizophora y en las tierras húmedas del suelo de la selva. El gran cangrejo azul (Cardisoma guanhumi) habitante de los manglares, es perseguido por el sabor de su carne. Durante el período de apareamiento, en el mes de julio, miles de estos animales migran 15 desde el continente hacia el mar (Gobierno del Estado de Tabasco, 1987). Ciertos moluscos como la ostra común (Crassostrea virginica), el mejillón ganchudo (Brachidontes recurvus), y caracoles y almejas que viven en el lodo suave. Las lagunas de agua salina que bordean la costa norte de Tabasco contienen fauna estrechamente asociada al mar y muchos de estos organismos presentan tolerancia a los cambios bruscos de salinidad durante las épocas climáticas. En las épocas secas, de mayor salinidad, pueden encontrarse en los esteros y en Mecoacán medusas venenosas que afectan la pesca y la natación. La descarga de agua dulce durante la época de lluvias disminuye la salinidad, lo que permite el desarrollo de moluscos y peces halotolerantes, ambos de gran valor ecológico y económico para los pescadores de la región. En la laguna de Mecoacán los bancos de ostras están localizados en los “bajos”, a ambos lados del canal de la marea, entre la laguna principal y la desembocadura del Río Seco. Los estuarios y barras que rodean el Puerto de Dos Bocas pueden permitir la entrada de poblaciones reducidas de organismos en peligro de extinción tales como las tortugas marinas de carey (Eretmochelys imbricata), las tortugas blancas (Chelonia mydas) y la visita ocasional de mamíferos acuáticos tales como el manatí (West et al., 1987). Estos últimos se han encontrado asociados estrechamente a las comunidades vegetales de pastos marinos y vegetación sumergida. La cubierta de arbustos (mucalería) cerca de la costa en Tabasco mantiene una muy complicada asociación animal que se deriva de la selva lluviosa, el acahual y el pantano de agua dulce, tierra adentro. Aunque se conoce poco del pantano de mucalería, parece ser que su función, al igual que otros pantanos, es la de ser santuarios ecológicos. Este tipo de asociación representa la fortaleza del venado cola blanca, quien atrae a felinos de gran tamaño como los jaguares. Otros organismos tales como reptiles (cocodrilos, serpientes de agua y arbóreas), mamíferos (roedores), peces, aves de percha, y miles de insectos, conforman un ensamble extraordinariamente diverso y complejo que contribuyen al mantenimiento del ambiente en la región. VII Metodología Existen una serie de factores que hay que considerar para realizar de manera sistemática el número óptimo y la ubicación de los pozos de muestreo, entre estos podemos mencionar: la distribución que se perciba en campo del contaminante, la morfología del sitio, la fisiografíadel terreno, la hidrología y el material de los que se encuentre constituido el suelo y subsuelo del lugar entre otros. Las diferentes formas de muestreo de sólidos deben de tomar en cuenta, diversas particularidades asociadas al suelo, el cual se distingue de otros medios (agua, aire) por su grado de heterogeneidad. Según los diferentes modos de depositación geológica, la naturaleza y su composición pueden variar rápidamente en espacios pequeños tanto horizontal como verticalmente. Los suelos de superficie frecuentemente son alterados por la acción del hombre. Por lo anterior, el tipo de contaminantes pueden mostrar una gran variabilidad dependiendo de las actividades que se hayan realizado sobre el mismo. 16 El muestreo directo (ó dirigido) se utiliza en la caracterización de un terreno con el fin de identificar las mayores concentraciones de contaminantes. En estos casos, las muestras son tomadas en los lugares donde es más probable encontrar un alto grado de contaminación. Este tipo de muestreo tiene como característica principal destacar los niveles más significativos de contaminación sobre un terreno determinado. Este tipo de muestreo se contempla en la NOM- 138-SEMARNAT/SS-2003 en su punto 7.2.1. El muestreo consistió en colectar muestras según una estructura regular. Para este caso en particular se realizó el muestreo a partir de una malla imaginaria, en cuyos vértices de cada celda se realizaron las perforaciones correspondientes a los pozos de sondeo, esto permite tener una cobertura uniforme del terreno en estudio. El punto de partida y la orientación de las cuadrículas se realizaron en función de la topografía del terreno. Dado que la contaminación seguía un patrón de orientación perceptible en campo, las celdas se orientaron de manera tal que se facilitara la interpretación de los resultados de análisis de laboratorio y el cálculo de la superficie y del volumen de los suelos contaminados. De acuerdo al párrafo 7.2.4 de la norma antes citada y de acuerdo a las condiciones particulares del sitio, la obtención y conformación de las muestras obtenidas en campo consistió en colectar estas a cuatro y en algunos puntos hasta cinco estratos; esto se debe a que el grado de afectación se pudo apreciar en el sitio de manera horizontal y vertical, se optó por tomar muestras simples por estrato, ya que estas muestran la representatividad de las concentraciones promedio de manera vertical del estrato respectivo. En función de lo expuesto anteriormente, se realizaron 24 pozos de muestreo en el lado Este de la Presa, Provisional obteniendo 81 muestras simples a diferentes profundidades, obteniendo, envasando y rotulando las muestras de los diferentes estratos determinados por separado (anexo planos 3.4.2.1 a 3.4.2.4). De esta serie de sondeos se colectaron muestras representativas de suelo contaminado por hidrocarburos con la finalidad de determinar la concentración de hidrocarburos fracción pesada (HCFP) y su caracterización físico-química en muestras compuestas. En los trabajos consistentes en el muestreo de suelos para determinación de hidrocarburos fracción pesada (HCFP); el procedimiento para la obtención de muestras de suelo in situ está basado en los métodos ASTM D1452-80 (Reapproved, 2000) y D 1586 99 con ajustes de acuerdo al tipo de suelo y/o a las condiciones climatológicas imperantes al momento del muestreo, esto sin que disminuya el porcentaje de certidumbre sobre la representatividad de la(s) muestra(s) obtenidas en dichos trabajos. La toma de muestras puntuales permite tener una idea precisa sobre la contaminación en diferentes lugares del terreno y definir la variabilidad de la contaminación en el espacio de estudio. Las muestras simples son muestras tomadas en un momento determinado y solo representan la composición, procedencia y características del material en ese instante (un momento en particular). 17 VII.1 Procedimiento de muestreo Se ubica el punto de muestreo. Se obtiene la muestra usando un Auger o Penetrómetro según sea el caso, vertiendo el contenido en un recipiente cuya capacidad sea tal que permita contener la cantidad suficiente de muestra para la determinación de los parámetros requeridos, hasta llegar a alcanzar la profundidad deseada que permita obtener suelo limpio en el estrato inferior. Todos los frascos se rotulan en campo de acuerdo a una nomenclatura que permita tener una rastreabilidad en tiempo y espacio del origen y destino de la muestra contenida en él (por el especialista responsable del muestreo), posteriormente se procede al llenado y firmado de la cadena de custodia, la cual funge como certificado de autenticidad de las mismas y queda en poder del especialista responsable de los trabajos realizados en campo (en este caso como se puede apreciar en la cadena de custodia, el responsable del muestreo soy yo). Las muestras son transportadas (en hielera cerrada y/o libre de los rayos directos del sol a una temperatura de 4°C (como lo establece la NOM 138 SEMARNAT 2003) y entregadas por el especialista responsable del muestreo al Laboratorio acreditado, para su posterior análisis; asimismo, deberán anexarse al reporte original los resultados de laboratorio y copia de la cadena de custodia. El muestreo con Auger permite la recuperación de muestras a una profundidad precisa, con muy poca remoción y puede ser utilizado en todos los tipos de suelos pero es particularmente útil en los suelos duros; siendo posible el muestreo continuo; asimismo cuando por las características del terreno como el que presenta el área en el lado Este de la presa provisional; es decir arenoso y en donde se presenta una capa de hidrocarburo intemperizado, fue necesario el uso del Penetrómetro, lo que permitió poder establecer los estratos sucio y limpio de las diferentes zonas (en este caso del suelo). VII.2 Trabajos en campo Para realizar el levantamiento topográfico se empleó una estación total (marca Sokkia modelo SET 600) el cual tiene una tolerancia de error de 1/10,000 y una precisión de 6 seg; una plomada de 3X, con una memoria de 2,000 puntos protegido contra influencias de campos magnéticos (división centimétrica y numeración real directa). Con este equipo es posible determinar la posición en el espacio de los puntos sobre el terreno, además de las diferencias de elevación, desniveles y cotas de cada punto del terreno. Se consideró un banco de nivel arbitrario en un punto fijo y de fácil localización, ubicado sobre la losa de concreto, al cual se le asignó una cota inicial (de partida) de 10,230 m. Tomando para cada punto el azimut, distancia y cota con respecto al banco de nivel. 18 VII.3 Determinación Analítica La determinación de Hidrocarburos Fracción Pesada (HCFP) se realizó por el método EPA 418.1 (modificado) para determinar la concentración de los hidrocarburos presentes en el suelo, el cual emplea en su principio espectrometría de infrarrojo, en el laboratorio de ITS (Intertek Testing Services) con número de acreditación ante la ema (Entidad Mexicana de Acreditación A.C.) FRA-186-027/02, con fecha de vencimiento en el mes de Octubre del 2006. Se reportan las concentraciones individuales para cada una de las muestras del área solicitada en mg/kg en base seca. Por otra parte se determinaron las características de Corrosividad, Reactividad, Explosividad, Toxicológico, Inflamabilidad y Biológico Infeccioso (CRETIB) de acuerdo a la Normatividad Ambiental vigente (NOM-052 SEMARNAT-1993 Y NOM-053- SEMARNAT-1993). Las caracterizaciones de suelo constan de las determinaciones de pH, densidad real y textura, las cuales se realizan por los métodos establecidos en la NOM-021-SEMARNAT-2000 AS-02-04 y 09 respectivamente. VII.4 Trabajos de Gabinete Utilizando equipo de cómputo y software especializados se elaboraron los planos correspondientes, con el objeto de definir las áreas contaminadas de acuerdo a sus concentraciones de hidrocarburosfracción pesada (HCFP) determinadas analíticamente (anexo cuadro de datos de coordenadas para ubicación de puntos topográficos, pozos de sondeo y cálculo de volúmenes). Posteriormente se calculó el área de cada uno de los estratos y de manera general del área evaluada, considerando el espesor y la concentración promedio de HCFP en cada uno de los estratos establecidos para determinar los volúmenes parciales y totales de material contaminado (en este caso de suelo). 19 VIII Resultados La totalidad del área evaluada es de 13 771,60 m2 y la superficie en la que se determinaron concentraciones por encima de las 6 000.00 mg/kg de HCFP (valor marcado como límite de concentración para este tipo de uso de suelo en la NOM-138-SEMARNAT/SS-2003) es de 8 952,16 m2, afectando un volumen de material a tratar de 22 769,07 m3, con una concentración global promedio de 47 895,42 mg/kg de hidrocarburos fracción pesada (HCFP). En lo que se refiere al Balance de Materia (anexo), cabe hacer mención que se elaboró tomando en cuenta los resultados tanto analíticos como de topografía obtenidos en los trabajos de campo y gabinete. En la tabla VIII.1 se resume el Balance de Materia, VIII.2 resume la caracterización de suelos (densidad real, pH y textura). Tabla VIII.1 Resumen del Balance de Materia Presa Provisional Total MATERIAL Volumen total (m3) 22 769,07 Masa total (Ton) 45 311,92 HIDROCARBUROS (HCFP) Concentración Global (mg/kg) 47 895,42 Masa total (Ton) 2 170,23 Volumen total (m3) 2 214,52 Tabla VIII.2. Resultados de la Caracterización de suelos. Presa provisional (Lado Este) Profundidad (estrato promedio) Textura Densidad real pH TMDB Estrato 1 0,00 a 0,15 Arenosa 2,50 7,82 TMDB Estrato 2 0,15 a 2,35 Arenosa 1,95 7,91 TMDB Estrato 3 2,35 a 4,00 Arenosa 2,11 6,96 TMDB Estrato 4 4,00 a 5,00 Arenosa 1,87 8,28 TMDB Estrato 5 5,00 a 6,25 Arenosa 2,63 8,08 20 En lo que se refiere a los resultados del análisis CRETIB, el material proveniente del lado este de la presa provisional es considerado No peligroso (ver anexo de resultados analíticos). La Normatividad Ambiental Mexicana, utiliza como marco de referencia la NOM-138-SEMARNAT/SS-2003 (Norma Oficial Mexicana que establece los límites máximos permisibles de contaminación en suelos afectados por hidrocarburos, la caracterización del sitio y procedimientos para la restauración) la cual a través de la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) mediante la Dirección General de Manejo Integral de Contaminantes, contemplan en los limites permisibles en materia de suelos contaminados por hidrocarburos que deberá avalar la PROFEPA (Procuraduría Federal de Protección al Ambiente), mismos que se presentan en la tabla VIII.3. Tabla VIII.3 Límites máximos permisibles para fracciones de hidrocarburos. FRACCIÓN DE HIDROCARBUROS USO DE SUELO PREDOMINANTE (mg/kg base seca) AGRÍCOLA RESIDENCIAL INDUSTRIAL Ligera 200 200 500 Media 1 200 1 200 5 000 Pesada 3 000 3 000 6 000 HIDROCARBUROS ESPECÍFICOS AGRÍCOLA RESIDENCIAL INDUSTRIAL Benceno 6 6 15 Tolueno 40 40 100 Etilbenceno 10 10 25 Xilenos 40 40 100 Benzo(a)pireno 2 2 10 Dibenzo(a,h)antraceno 2 2 10 Benzo(a)antraceno 2 2 10 Benzo(b)fluoranteno 2 2 10 Benzo(k)fluoranteno 8 8 80 Indeno (1,2,3-cd)pireno 2 2 10 21 VIII.4 Interpretación de resultados La interpretación de los resultados del lado Este de la presa provisional, se llevó a cabo tomando como base los resultados analíticos y de la topografía practicados a las muestras colectadas, con los cuales se elaboraron el Balance Global de Materia, los planos de “Zonificación de concentraciones”, y las figuras de “Secciones esquemáticas de concentraciones” (planos 3.1, 3.2, 3.4.1.1 a 3.4.1.5, secciones esquemáticas transversales planos 3.4.2.1 a 3.4.2.4 isométrico 3.4.3.1, Tablas de áreas volúmenes y concentraciones 3.4.4.1 a 3.4.4.3, así como de distancias 3.4.5.1 y 3.4.5.2 de la sección de anexos). Cabe hacer mención que en toda el área evaluada se obtuvieron muestras desde la superficie hasta cuatro o cinco estratos (con diferentes espesores) sobrepuestos uno del otro, esto con la finalidad de tener el soporte analítico del nivel de infiltración del contaminante en la presa. Presa provisional (Lado Este). Basándose en los resultados obtenidos de concentración de hidrocarburos fracción pesada HCFP, el lado Este de la Presa Provisional se dividió en cinco estratos sobrepuestos uno del otro; dichos estratos varían en cuanto a concentraciones , extensión superficial y profundidad; sin embargo para un caso práctico, se han dividido en zonas con diferentes grados de afectación, las cuales se describen a continuación: En todos los casos el estrato superior presenta concentraciones dentro de la Norma, por lo que se hará énfasis en los estratos inferiores para considerar volúmenes, concentraciones y profundidades de afectación. La Zona uno presenta en el primer estrato a una profundidad que va de 0,00 a 1,90 m una concentración máxima de 4 753,70 mg/kg de HCFP por lo que se considera como un suelo libre de afectación; sin embargo en el segundo estrato a una profundidad de 1,90 m a 5,00 m, la concentración de HCFP se incrementó a 20 229,15 mg/kg en promedio, afectando un volumen de material de 490,05 m3 de suelo, mientras que en el tercer estrato se determinó una concentración menor a 39,7 mg/kg de HCFP. Esta zona corresponde al sondeo 3, ya que los sondeos 1 y 2 no rebasaron la concentración de 300,00 mg/kg de HCFP. La zona dos ubicada al Norte de la Presa, presenta una concentración promedio de 33 599,35 mg/kg a una profundidad que va de 2,10m a 5,10 m con un volumen de material contaminado de 1 133,04 m3, mientras que en el estrato inferior; es decir a una profundidad mayor a 5,10 m presenta una concentración menor a 40,60 mg/kg de HCFP. La zona tres presenta un estrato limpio de 0,00 a 0,15 m de profundidad con una concentración de 984,20 mg/kg de HCFP, mientras que en el estrato inferior; es decir de 0,25 a 0,40 m, el volumen total de material afectado es de 81,80 m3 con una concentración promedio de 33 895,10 mg/kg de HCFP; mientras que de 0,40 a 3,00 m la concentración disminuye a 13 412,00 mg/kg con un volumen de material contaminado de 1 419,29 m3. El estrato inferior no presenta concentraciones mayores a 2 093,60 mg/kg de HCFP. 22 La concentración de HCFP determinada en las muestras procedentes de la zona cuatro en lo que se refiere al estrato superior, es de 1 960,70 mg/kg como máximo, a una profundidad que va de 0,00 a 1,30 en dirección N-S, en tanto el estrato inferior de 1,30 a 2,50 m existe un volumen de material contaminado de 499,68 m3, con una concentración de 8 296,30 mg/kg de HCFP, mientras que en el tercer estrato la concentración de HCFP se incrementó a 52 135,10 mg/kg afectando un volumen de material de 1 457,40 m3. El estrato inferior no presenta concentraciones superiores a 39,10 mg/kg de HCFP. La zona cinco presenta una superficie sin afectación de 0,00 a 2,70 m con una concentración promedio de 33,90 mg/kg de HCFP; sin embargo en el estrato inferior; es decir de 2,70 a 3,30 m (0,60 m de espesor), la concentración se incrementó de 11 853,30 mg/kg a 78 045,70 mg/kg en el segundo y tercer estrato respectivamente; afectando un volumen de material de 138,26 m3 si consideramos ambos estratos. El estrato inferior no presenta concentraciones superiores a 1 053,90 mg/kg de HCFP. En el área de cobertura de la zona seis (338,35 m2) los resultados analíticos indican que la afectación se encuentra a una profundidad de 1,50 a 5,00 m con una concentración de 80 019,00 mg/kg de HCFP, lo cual arroja un volumen de 1 184,23 m3 de suelo contaminado; por otra parte a una profundidad mayor a 5,00 m se determino una concentración de 40,50 mg/kg de HCFP. En la zona siete el área de afectación es de (776,88 m2) y según los resultados analíticos el estrato afectadose encuentra de 2,40 a los 6,20 metros de profundidad que en promedio presenta una concentración 32 290,50 mg/kg de HCFP, con un volumen de material contaminado de 2 952,15 m3; a una profundidad mayor de 6,20 metros no se determinaron concentraciones por encima de las 2 000,00 mg/kg. De acuerdo a los resultados analíticos, la zona ocho indica que el nivel de afectación llegó de 1,00 a 6,25 m de profundidad con una concentración de 46 853,00 mg/kg, lo cual arroja un volumen de 173,79 m3; a mayores profundidades no se determinaron concentraciones por encima de las 2,000 mg/kg de HCFP. En la zona nueve, el área de afectación es de (390,80 m2) y según los resultados analíticos el estrato afectado se encuentra de 3,60 a 4,80 metros de profundidad con una concentración de 19 136,30 mg/kg de HCFP, en un volumen de suelo de 468,72 m3; a una profundidad mayor a 4,80 m, no se determinaron concentraciones por encima de lo referenciado en la norma respectiva para este tipo de suelo. La zona diez tiene una concentración de 19 136,30 mg/kg de HCFP afectando un estrato de 1,20 m de espesor (3,60 a 4,80 m), con un volumen de material de 466,72 m3 en un área de 390,60 m2; en el estrato inferior no se rebasa el límite máximo permisible para este tipo de suelos. En lo que se refiere a la zona once, ésta tiene una extensión de 366,78 m2, conteniendo un estrato afectado de 0,80 m (1,50 a 2,30 m) con 60 087,70 mg/kg de HCFP en un volumen de material de 295,02 m3, mientras que de 2,30 a 5,30 m a pesar que disminuye la concentración 23 hasta 8 249,70 mg/kg, existe afectación en un volumen de 1 106,34 m3. El estrato inferior no presenta contaminación. Para la zona doce se determinó una concentración de 9 617,80 mg/kg de HCFP contenida en un estrato de 2,25 m de espesor (1,05 a 3,30 m) y afectando un volumen de material de 2 199,22 m3; sin embargo en el estrato inferior; es decir de 3,30 m a 6,00 m (2,70 m de espesor), la concentración se incrementó a 78 474,40 mg/kg; afectando un volumen de material de 2 639,06 m3. El estrato inferior no presenta concentraciones superiores a 143,90 mg/kg de HCFP. La zona trece tiene un estrato afectado que va de 1,40 a 2,00 m con 21 287,60 mg/kg de HCFP; es decir y contiene un volumen de material de 631,30 m3, el área ocupada por esta zona es de 1 52,16 m2. En lo que se refiere al estrato inferior, la concentración es menor a 200 mg/kg de HCFP, por lo que la afectación es superficial. Para la zona catorce que ocupa una extensión de 1 821,38 m2 tiene una concentración de 91 670,00 mg/kg de HCFP afectando un estrato de 1,60 m de espesor (0,60 a 2,20 m), con un volumen de material de 2 914,21 m3; en el estrato inferior no se rebasa el límite máximo permisible para este tipo de suelos. En lo referente a la zona quince que es la zona con la concentración más elevada, la masa y el volumen de hidrocarburo es de 114,67 ton y 117,01 m3 en un estrato de 0,40 m de espesor (1,90 a 2,30 m) que afecta un volumen de material de 251,55 m3 con una concentración de 233 799,30 mg/kg de HCFP, todo esto en un área de 628,87 m2. Con respecto al estrato inferior, no se registraron concentraciones de suelo por encima de los límites establecidos en la NOM-138 SEMARNAT/SS- 2003. Las diferentes zonas se relacionan directamente con los sondeos realizados, los que deberán cotejarse con los planos 3.1, 3.2, 3.4.1.1 a 3.4.1.5, secciones transversales (3.4.2.1 a 3.4.2.4; isométrico 3.4.3.1, planos de distancias 3.4.5.1 y 3.4.5.2 (sección de anexos). El lado Este de la presa provisional presenta una gran cantidad de desperdicios acumulados en Montículos sobre ésta (concreto, metales, cuerdas, plásticos, etc), así como material intemperizado que ocupan un volumen aproximado de 850,07 m3. Asimismo, las zanjas hechas con una retroexcavadora muestran la evidencia de Hidrocarburo intemperizado cuyo espesor varía entre 0,60 m y 1,30 m y del cual no se determinó el volumen porque el equipo de muestreo está diseñado para suelos, por lo que se recomienda retirar este material al momento de iniciar los trabajos de restauración. 24 IX Alternativas de Restauración El suelo es el ambiente natural para grandes cantidades de microorganismos, en consecuencia la biodegradación puede presentarse con mucha facilidad si las condiciones físicas y químicas son apropiadas y si el sustrato es biodegradable. Los microbios del suelo generalmente son aeróbicos, especialmente en los suelos bien drenados. Phung et al (1978) declaran que el metabolismo microbiano aeróbico de los Hidrocarburos convierte los compuestos orgánicos en dióxido de carbono, células microbianas y agua. Aunque la mayor parte de la degradación de Hidrocarburos es un proceso aeróbico, la degradación anaeróbica ocurre en un grado menor en los suelos subsuperficiales donde los niveles de oxígeno disminuyen. No obstante, a diferencia de la degradación aeróbica, la degradación anaeróbica de los Hidrocarburos no es completa y el metabolismo de los Hidrocarburos promueve la acumulación de otras sustancias (p.ej. alcoholes y aminas). Un estudio de los enfoques de organismos reguladores en los Estados Unidos, Europa y Australia/Nueva Zelanda revela ocho factores que con frecuencia subyacen a los criterios que han sido establecidos o recomendados: • Concentraciones naturales o en el ambiente de sustancias. • Movilidad de sustancias en el ambiente. • La relación entre calidad del suelo y calidad del agua. • La salud de plantas y animales terrestres. • Consideraciones relativas a la salud humana. • Estética. • Los límites de capacidades analíticas. • Usos de la tierra. Basándose en lo anterior los niveles de restauración pueden ser determinados de alguna de las siguientes maneras: • A "Niveles de Fondo". Son las concentraciones de la sustancia en el medio que se encontraban antes del evento. El inconveniente es que, en la mayoría de los casos son muy bajos, por lo que es muy difícil alcanzar este nivel. • A los límites de detección de la técnica de laboratorio usada. • A los niveles alcanzables por la tecnología seleccionada. Basándose en experiencias obtenidas en aplicaciones anteriores de la metodología en condiciones similares. • A niveles determinados por el uso o vocación del suelo (Agrícola, Industrial, habitacional y comercial). • A estándares, normas o lineamientos existentes (NOM-138- SEMARNAT/SS-2003). • A través de Evaluaciones de Riesgo a la Salud. Son la herramienta idónea para la determinación de estándares, pero requieren de la participación de equipos multidisciplinarios de especialistas, lo que aumenta su costo y tiempo de ejecución, en los casos en los que la magnitud de la afectación o el tiempo de la misma lo requieran, podrá ser una metodología exigible por la PROFEPA. 25 La recuperación de los materiales contaminados del sitio puede ser: • Recuperación in-situ. El material contaminado es tratado, los contaminantes son destruidos y/o dispuestos (por ejemplo: mediante reacciones biológicas o químicas, fijación, encapsulación o aislamiento) en la localización y en su lugar de ocurrencia. • Recuperación en la locación. El material contaminado es tratado, los contaminantes son destruidos y/o dispuestos en la locación. • Recuperación fuera de la locación. El material contaminado y/o los contaminantes son tratados, destruidos o dispuestos en un lugar distinto a la locación. • Los procesos de tratamiento para el material afectado por los hidrocarburos vertidos son: Biorremediación Ventajas: • Los contaminantes son realmente transformados y algunos completamente biodegradados • Se utilizan bacterias cuyo hábitat natural es el suelo, sin introducir otras potencialmente peligrosas • El suelo puede ser reutilizado • Las bacterias mueren cuando los nutrientes y los contaminantes orgánicos se agotan • Es una tecnología segura y económica. Desventajas: • Las bacterias pueden inhibirse por la presencia de tóxicos • Elproceso no tiene éxito en suelos de baja permeabilidad • Requiere largos periodos • No es aplicable en sitios con muy altas concentraciones de Hidrocarburos altamente halogenados, metales y desechos radiactivos Lavado de suelo: Se utiliza solamente para procesos ex-situ. Con el suelo contaminado se construyen pilas las cuales se bañan con solventes orgánicos o mezclas de ellos, puede recircularse para optimizar el uso del solvente. Tanto los solventes como los Hidrocarburos pueden separarse y reciclarse, sin embargo implica un gasto importante de solventes, un costo de separación de éstos y un alto riesgo de explosión. 26 Mecanismos de Degradación de hidrocarburos. El biotratamiento de terrenos y el compostaje eliminan los hidrocarburos de petróleo de los suelos empleando una combinación de los siguientes procesos: volatilización, lixiviación, incorporación de los hidrocarburos en la matriz del suelo por absorción y degradación. Aunque la volatilización elimina una gran parte de los hidrocarburos más ligeros, los efectos de los tres primeros de estos mecanismos sobre el biotratamiento del terreno de hidrocarburos pesados son menores en comparación con la degradación. El biotratamiento del terreno, es la degradación de hidrocarburos de petróleo en los suelos es responsable de la descomposición de la fracción más pesada de hidrocarburos y puede ocurrir químicamente, fotoquímicamente y/o microbianamente: 1. La degradación microbiana (o biodegradación) es el mecanismo principal para la descomposición de los productos de petróleo. La biodegradación es el proceso por el cual los microorganismos presentes en el suelo adquieren energía y nutrientes celulares a través de la descomposición de varios Hidrocarburos de petróleo. Este proceso tiene lugar a nivel microscópico y es la base para el biotratamiento de los terrenos de cultivo. 2. La degradación química ocurre si las condiciones son favorables para una reacción particular, como la hidrólisis, oxidación o reducción. Entre los factores que afectan la degradación química se incluye el pH del suelo, el potencial de redox, la disponibilidad, etc. En comparación con la degradación microbiana, los procesos químicos realizan una función menor en la descomposición de los Hidrocarburos de petróleo. NOTA: la utilización de cal (o cualquier derivado de esta) deberá aplicarse una vez alcanzados los niveles de concentración del contaminante y sólo para devolver las condiciones de pH al terreno (neutro). 3. La degradación fotoquímica ocurre cuando la energía solar rompe los enlaces químicos de los constituyentes orgánicos. Si ocurre esto o no, dependerá de la cantidad de luz solar a la que se expongan los Hidrocarburos. La contribución fotoquímica a la degradación en los sistemas de tratamiento de terrenos es mínima. Para el caso en particular de la presa provisional, es recomendable un tren de tratamiento, el cual debe de incluir extracción con solventes (considerando las medidas de seguridad), lavado de suelo (debido a que el suelo presenta una textura arenosa) y finalmente la biorremediación. 27 X Definiciones Para los efectos de la NOM 138 SEMARNAT/SS-2003 consideran las definiciones contenidas en la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos y las que a continuación se mencionan: Cadena de custodia.- Registro que acompaña a las muestras desde su obtención hasta su entrega al laboratorio de pruebas y análisis. Características del sitio.- Características o propiedades físicas, químicas, mecánicas y dinámicas de un suelo y de la(s) sustancia(s) distribuidas en él, así como los procesos que controlan el comportamiento y transporte del contaminante en el medio en el que se encuentra alojado y que proporcionan la comprensión de éstos para poder predecir su comportamiento futuro en el sitio. Derrame.- Cualquier descarga, liberación, rebose, achique o vaciamiento de hidrocarburos que se presente en suelo. Dilución de suelo contaminado.- Acción de adicionar un material determinado a un suelo contaminado, con el propósito específico de reducir la concentración de uno o más contaminantes. Hidrocarburos.- Compuestos químicos, constituidos principalmente por átomos de carbono e hidrógeno. Hidrocarburos de fracción ligera.- Mezcla de hidrocarburos cuyas moléculas contengan cadenas lineales entre cinco y diez átomos de carbono (C5 a C10). Hidrocarburos de fracción media.- Mezcla de hidrocarburos cuyas moléculas contengan cadenas lineales entre diez y veintiocho átomos de carbono (C10 a C28). Hidrocarburos de fracción pesada.- Mezcla de hidrocarburos cuyo peso molecular sea mayor a C18. Laboratorio de pruebas.- Laboratorio con métodos acreditados y aprobados conforme a lo establecido en la Ley Federal sobre Metrología y Normalización. Medidas de urgente aplicación.- Acciones que conducen a inactivar una fuente de contaminación y a detener la migración de los contaminantes en el medio ambiente. Métodos analíticos.- Los métodos propuestos en el Anexo A de la Norma, NOM 138 SEMARNAT/SS-2003, mediante los cuales se harán los análisis para determinar el grado de contaminación de suelos contaminados con hidrocarburos. Muestra duplicada.- Una de dos o más muestras o submuestras que se obtienen separadamente en el mismo sitio, al mismo tiempo y con el mismo procedimiento de muestreo. Muestreo dirigido.- Muestreo que se lleva a cabo sobre puntos específicamente determinados, cuando se cuenta con información previa del sitio, se conoce el producto derramado y es evidente la extensión de la afectación. Muestreo estadístico.- Muestreo realizado conforme los métodos matemáticos establecidos, cuya función es dar certidumbre a través de observaciones determinadas, sobre diferentes parámetros para el total del universo. Nivel de fondo.- Concentración en el suelo de los hidrocarburos regulados que no son atribuibles a la fuente de contaminación que se está considerando y que 28 se encuentran de manera natural o fueron generados por alguna fuente antropogénica ajena a la considerada. Pasivo Ambiental.- Sitio contaminado, que no ha sido remediado, en el que pueden, además, encontrarse depósitos o apilamientos de residuos sólidos, de manejo especial o peligrosos, los cuales deben de ser manejados conforme a la legislación vigente. Punto de muestreo.- Es el lugar específico donde se toma la muestra. Sitio de muestreo.- Es el área a muestrear. Suelo.- Material no consolidado compuesto por partículas inorgánicas, materia orgánica, agua, aire y organismos, que comprende desde la capa superior de la superficie terrestre hasta diferentes niveles de profundidad. Suelo contaminado con hidrocarburos.- Aquel en el cual se encuentran presentes hidrocarburos que por sus cantidades y características afecten la naturaleza del suelo. Abreviaturas BTEX.- B, benceno; T, tolueno; E, etilbenceno; X, xilenos (suma de isómeros) HAP.- Hidrocarburos aromáticos polinucleares. CRETIB.- Carácterísticas de Corrosividad, Reactividad, Explosividad, Toxicidad, Inflamabilidad, Biológico infeccioso. EPA 418.1 (modificado).- Método analítico para determinar concentración de hidrocarburos totales del petróleo. HCFP.- Hidrocarburos fracción pesada. TMDB.- Terminal Marítima Dos Bocas. 29 XI Recomendaciones En cualquier actividad profesional y en particular para la caracterización de suelos contaminados con hidrocarburos, se requiere de un grupo multidisciplinario en donde no debe faltar la participación de los Biólogos, debido a que en este tipo de estudios, se requieren conocimientos del medio ambiente en donde se desarrolla la problemática ocasionada por las actividades industriales. La contaminación ambiental es un problema de nuestro siglo, se origina como consecuencia del crecimiento exponencial de la población mundial ydel desarrollo industrial acelerado. Desde sus inicios la Revolución Industrial representó, a la vez que las esperanzas de una vida más cómoda, la amenaza de un creciente desempleo y posteriormente el consumo de grandes cantidades de energía, con su correspondiente carga de residuos. Por otra parte quisiera comentar que la Educación Ambiental surgió como una necesidad de un nuevo entendimiento de la relación hombre – ambiente, lo que ha motivado a los gobiernos de distintos países y al nuestro en particular, a recurrir a dicha especialidad como el recurso más idóneo con el que cuentan las sociedades para generar el cambio que siente las bases firmes de un futuro sin la amenaza de la lenta pero efectiva destrucción de la humanidad vía la contaminación de la Biosfera. Para hacer posible estas expectativas, es necesario que las instituciones educativas ejerzan acciones formadoras con los jóvenes a través de un programa de aprendizaje y de una organización escolar dadas, que creen condiciones para que efectivamente pueda ejercerse dicha acción; sobre tal base se concibe a esta asignatura como un conjunto de estímulos para que los educandos desarrollen su conciencia crítica respecto del problema de la contaminación, según se presenta en el Valle de México, en la República Mexicana y en el planeta, a partir de lo cual emprendan acciones concretas para mejorar desde ahora su medio físico y social (familiar, escolar y comunal). El desarrollo de la conciencia ambiental y el comportamiento social derivado de ella requieren como base, que los alumnos se interesen en conocer la naturaleza de los fenómenos biológicos, físicos, químicos y geográficos que explican la contaminación y fundamentan las medidas que pudieran adoptarse para su control. Es importante destacar que debemos considerar que el trabajo profesional del Biólogo no debe circunscribirse únicamente a las actividades de investigación bibliográfica, sino que debemos participar activamente en los sitios en donde se suscita la problemática y aportar todos nuestros conocimientos adquiridos en los planteles educativos, para el cuidado de nuestros recursos naturales. No debemos olvidar que podemos participar en el sector educativo, en la investigación, en la industria, en el sector público, en los laboratorios (en los que cada vez se requiere que el analista este certificado); pero todo ello dependerá en gran medida del interés que cada uno de nosotros demuestre al egresar de la Universidad. En mi caso me gustaría aprovechar esta magnifica oportunidad que se nos brinda a los que de alguna u otra forma no pudimos o no quisimos darle trámite al proceso de titulación de manera inmediata al egresar de la carrera y lo fuimos dejando al tiempo y quisiera aconsejarles a mis compañeros de ésta y de las siguientes generaciones que no pierdan el tiempo y que aprovechen 30 todas las oportunidades de desarrollo que se les presenten en la vida y que sean objetivos y definan lo más rápido posible su situación académica ¿Cómo? realizando su servicio social oportunamente, acreditando los idiomas durante los primeros semestre de la carrera, para que posteriormente no se les complique con las demás asignaturas y titularse al término de la carrera y de ser posible continuar con una especialidad, dado que los tiempos exigen de una mayor y mejor capacitación del personal profesional. Es importante destacar que aunque no se quiera, existen empresas como Petróleos Mexicanos, que continúan contaminando el ambiente y en particular cuerpos de agua y suelo y que sería conveniente que se implementaran materias optativas en el programa de estudios de nuestra universidad, encaminadas a la restauración de suelos contaminados con hidrocarburos y lograr con ello tener profesionales capacitados en una actividad que requiere cada vez más de personal calificado y que es una fuente de empleo. 31 XII Bibliografía 1. Arias G., M.E., Lau F., A. Y Sepúlveda O., X. 1987. Tabasco: una historia compartida. Instituto de Investigación Dr. José María Luis Mora. Gobierno del estado de Tabasco, p.25. 2. Buchanan, J.B. 1984. Sediment Analysis. In: Holme, N. A. y Mcintyre, A. D. (Eds.). Methods for the study of marine benthos. Second Edition. 3:41-65. Blackwell Scientific Publication. Oxford. 3. Cline, M. G. 1944. Principles of soil sampling. Soil Sci. (58) 275-288. 4. Ichaustegui, C., 1985. 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Grupo de Trabajo PROFEPA-SEMARNAT Procedimiento para Atención de Emergencias Ambientales, Asociadas con Sustancias Químicas, Caracterización y Restauración de Suelos, Documento Interno. México, mayo de 2002. 19. IMP, 1998. Caracterización de las áreas afectadas en la Terminal Marítima Dos Bocas. Informe I. Instituto Mexicano del Petróleo. Representación Institucional Zona Marina. Area de Tecnología Ambiental. Ciudad del Carmen, Campeche. 20. INEGI, 1982, Carta Uso de suelo y Vegetación E15-5 Frontera, 1:250,000. 21. INEGI, 1983. Carta Edafológica E15-5 Frontera, 1:250,000. 22. INEGI, 1983. Carta Hidrológica de aguas superficiales E15-5 Frontera, 1:250,000 23. INEGI, 1987. Carta Topográfica E15-5 Frontera, 1:250,000 24. INEGI, 1990. Carta Topográfica
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