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FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL CONTAMINACION Y CONTROL DE SUELOS Curso: Sesión: 07 Contaminación por RESIDUOS SOLIDOS SEGUNDA UNIDAD Dr. Fernando Ugaz Odar Los residuos sólidos ordinarios y los residuos sólidos peligrosos son causa de problemas ambientales en las áreas urbanas, rurales y especialmente en las zonas industrializadas de los municipios, ya que generan impacto ambiental negativo por el inadecuado manejo de los mismos y amenazan la sostenibilidad y la sustentabilidad ambiental. Es por esto que se debe tener especial cuidado en el manejo que se da a los residuos sólidos que generamos en nuestro hogar o en nuestro lugar de trabajo y estudio. 1-may-18 3 Sin embargo, para entender mejor esta problemática, definamos qué son los residuos sólidos: Los residuos sólidos son sustancias, productos o subproductos en estado sólido o semisólido de los que su generador dispone o está obligado a disponer, es decir, se hace responsable de definir un destino para ellos. 1-may-18 4 A medida que el ser humano se asentó conformando aldeas y se concentró en las ciudades, el problema de generación de residuos sólidos se fue tornando más agudo debido a que su acumulación fue mayor; en consecuencia, las enfermedades y los animales que las propagaban fueron proliferando. El ser humano en su interacción con el ambiente siempre se ha visto enfrentado al problema del manejo de sus residuos. Este problema aumentó cuando las personas se concentraron en centros urbanos, incrementando la cantidad de desechos generados y haciendo cada vez más difícil la disposición de estos. 1-may-18 5 La problemática ambiental relacionada directamente con el manejo de los residuos sólidos afecta al ser humano y a su entorno de diferentes maneras, especialmente en los siguientes aspectos: • Salud pública. • Factores ambientales, como los recursos renovables y no renovables. • Factores sociales. • Factores económicos: como los recursos naturales. 1-may-18 6 Factores Ambientales y su Impacto por los RS A. Recurso hídrico: Del recurso hídrico forman parte todos los cuerpos de agua que posee el planeta, tanto las aguas superficiales (ríos, lagos, lagunas, quebradas, océanos; nevados, glaciales) como las aguas subterráneas (pozos, manantiales). El proceso de contaminación de estos cuerpos de agua, causado por la mala disposición de los residuos sólidos, varía según los tipos de agua señalados: 1. Contaminación de Agua Superficiales 2. Contaminación de las Aguas Subterráneas 1-may-18 7 1. Contaminación de Agua Superficiales a. Materia orgánica: La presencia de materia orgánica a través de bacterias, microorganismos y oxígeno genera compuestos que acidifican el agua, eliminan el oxígeno vital (OD) para la vida de las especies acuáticas y hace que las aguas para consumo humano se contaminen y generen problemas de salud. 1-may-18 8 b. Taponamiento y represamiento de caudales: La presencia de basuras, bolsas, colchones, escombros y cualquier elemento que pueda represar el cauce normal de un río o una quebrada puede afectar el flujo normal del agua. En casos muy particulares, como en crecientes repentinas o épocas de alto invierno, lo mismo que con la presencia de gran cantidad de residuos, estos cauces se represan, produciendo inundaciones y afectando a las familias aledañas a estos cuerpos de agua, con lo cual se dañan zonas de cultivo y se impacta negativamente la zona. 1-may-18 9 c. Altos costos de tratamiento: Cuando las fuentes de agua se ven contaminadas por cualquier elemento, incluyendo los residuos sólidos, debe pasar por un proceso de tratamiento para que el ser humano pueda emplearla en su consumo, en el riego de cultivos o para cualquier actividad en la que se necesite emplear este recurso. Obviamente, estos procesos de tratamiento son altamente costosos y la comunidad que demanda estos recursos debe afrontar su pago. 1-may-18 10 d. Impacto en costas, ríos y mares: La presencia de residuos en la zonas de recreo y esparcimiento afecta ambiental, social y económicamente las zonas con basura, ya que se causa un deterioro ambiental en las costas, orillas y playas, se amenaza la flora y la fauna marina y fluvial y se afecta el turismo y las actividades económicas relacionadas, como la pesca y la recreación, entre otras. 1-may-18 11 Ocurre debido a la filtración de lixiviados a través del suelo, que absorbe estos líquidos y los lleva hasta donde se encuentran las fuentes de agua. El tratamiento de estas fuentes de agua es altamente costoso y puede llegar a afectar comunidades que dependen únicamente de ellas para obtener este recurso, como sucede en las zonas desérticas. Otro ejemplo son el uso indiscriminados de productos químicos en la Agricultura que infiltran en el suelo y llegan al acuífero contaminándolo o alterando su calidad, como las sales (aguas duras), ph, toxicidad, etc. 2. Contaminación de las Aguas Subterráneas 1-may-18 12 Factores Ambientales y su Impacto por los RS B. Recurso Atmosférico: En su proceso de descomposición, los residuos sólidos generan malos olores y gases, como metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), que ayudan a incrementar el efecto invernadero en el planeta, aumentando la temperatura y generando deshielo en los polos. Este proceso de descomposición se puede controlar con una correcta disposición de los residuos sólidos a través de su incineración tecnificada, de su ubicación en rellenos sanitarios y/o en botaderos especializados. También los residuos sólidos pueden afectar el aire cuando son quemados de manera descontrolada, porque generan humos y material particulado que afectan el sistema respiratorio de los seres humanos y contribuyen al efecto invernadero, entre otros efectos negativos. 1-may-18 13 C. Recurso suelo: Es el recurso que más directamente se ve afectado por el inadecuado manejo de los residuos sólidos, ya que el ser humano a través de los años ha dispuesto en el suelo los residuos sólidos que ha generado. La contaminación de los suelos ocurre a través de diferentes elementos, como los lixiviados que se filtran a través del suelo afectando su productividad y acabando con la microfauna que habita en ellos (lombrices, bacterias, hongos y musgos, entre otros). Esto cual lleva a la pérdida de productividad del suelo, incrementando así el proceso de desertificación del suelo. La presencia constante de basura en el suelo evita la recuperación de la flora de la zona afectada e incrementa la presencia de plagas y animales que causan enfermedades, como ratas, palomas, cucarachas, moscas y zancudos 1-may-18 14 D. Recurso paisajístico: Aunque no es uno de los recursos usualmente más mencionados, el paisaje es uno de los más afectados por la incorrecta disposición de los residuos sólidos, ya que la constante presencia de basura en lugares expuestos deteriora el paisaje y afecta la salud humana ya que genera estrés, dolor de cabeza, problemas sicológicos, trastornos de atención, disminución de la eficiencia laboral y mal humor. Estos efectos obstruyen nuestro diario laborar y afectan nuestra calidad de vida, impidiendo que estemos en armonía con nuestro entorno y afectando a la comunidad en general. El creciente desarrollo urbano y, por ende, la gran concentración poblacional del país ha generado un deterioro del paisaje y de la calidad de vida por la falta de cultura en cuanto al manejo de los residuos sólidos. 1-may-18 15 Como hemos podido ver hasta ahora, existen diversos aspectos que afectan negativamente a la calidad del suelo, y uno de ellos es su contaminación, en particular aquella derivada de metales pesados. Los metales pesados, se pueden encontrar en el suelo tanto de forma natural, es decir, procedentes de la roca madre o bien haber sido incorporados al mismo de forma antropogénica, por ejemplo mediante el uso de fertilizantes, actividad minera, Industrias, enmiendas orgánicas, desechos, lodos contaminados, etc. Su densidad mayor a la del agua (1 gr/cm3), los más importantesson Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cobalto (Co), Cromo (Cr), Cobre (Cu), Mercurio (Hg), Níquel (Ni), Plomo (Pb), Estaño (Sn) y Cinc (Zn). 1-may-18 16 Se pueden distinguir diferentes fuentes de contaminación de los suelos por metales pesados dependiendo de su origen. 1. Contaminación endógena. En ocasiones, la propia naturaleza del material originario y su alteración son los responsables de la contaminación, podríamos decir las rocas comunes y minerales del suelo. 1. Contaminación exógena. Los aportes contaminantes son externos, frecuentemente como resultado de actividades antropogénicas. La contaminación de origen natural es significativamente menos importante que la de origen antropogénico. 5/1/2018 18 El suelo se ha convertido en un medio receptor de multitud de sustancias potencialmente contaminantes. Su condición de interfase entre la biosfera (biomasa terrestre, biomasa marina y hombre), la litosfera (corteza, suelo y sedimentos), la hidrosfera (agua dulce y agua de mar) y la atmósfera lo convierte en una “estación de tránsito” de los contaminantes, en la que pueden permanecer retenidos grandes períodos de tiempo (lo que aumenta la posibilidad de que puedan ser degradados y perder su naturaleza contaminante). 5/1/2018 19 5/1/2018 20 Los metales pesados pueden presentarse en el suelo bajo diferentes formas: 1. Solubles en la solución del suelo. 2. Como iones intercambiables de los coloides que integran el complejo de cambio. 3. Formando complejos con la materia orgánica. 4. Adsorbidos en los óxidos e hidróxidos de Fe, Mn y Al, sulfuros y fosfatos. 5. Como constituyentes de los minerales secundarios del suelo. 5/1/2018 21 • pH, • la textura, • las condiciones de óxido-reducción, • el contenido en materia orgánica, • la capacidad de intercambio catiónico y • la presencia de otros elementos. 1. pH. Es el principal factor de control de la disponibilidad de los metales para las plantas. La mayor parte de los metales tienden a estar más disponibles a pH ácido, ya que al producirse un descenso del mismo se mejora tanto la solubilidad de los metales como su absorción por las raíces de las plantas. De manera que, el pH es un parámetro importante para definir la movilidad del catión. 5/1/2018 22 2. La Textura. Los suelos de textura fina proceden probablemente de minerales secundarios que se alteran con facilidad y que son generalmente la fuente principal de metales pesados. Los suelos de textura gruesa tienen minerales primarios como el cuarzo, con un bajo contenido en metales pesados. 3. Condiciones de óxido-reducción. Muchos metales forman sulfuros relativamente insolubles en condiciones fuertemente reductoras. Éstos incluyen el Cd, Zn, Ni, Co, Cu y Pb. Otros metales como Fe y Mn pueden volverse más solubles en estas condiciones. 4. Materia Orgánica. La materia orgánica del suelo presenta una elevada afinidad por ciertos metales (Co, Cu, Mo, Ni, Pb y Zn), reaccionando con ellos e influyendo en su disponibilidad. La disponibilidad de los metales está generalmente asociada con la formación de complejos de los metales con las sustancias húmicas y con otros compuestos de elevado peso molecular. Los metales, una vez que forman estos complejos, pueden migrar más fácilmente a las capas profundas o mantenerse en la solución del suelo como complejos orgánicos solubles. 5. Capacidad de intercambio catiónico y La CIC es una función del contenido en arcilla y materia orgánica del suelo, controla también la disponibilidad de los metales. En general, un incremento en la CIC produce un aumento en el tiempo en que estos metales se encuentran disponibles para las plantas dado que aumenta la capacidad del suelo de fijar metales. 6. Presencia de otros elementos. Algunos metales influyen sobre la disponibilidad de otros (por ejemplo, Cd/Zn). La concentración de Zn puede influir sobre la absorción de Cd por las plantas debido a que ambos elementos tienen una estructura iónica similar. 1-may-18 25 CONCENTRACION DE METALES PESADOS EN FERTILIZANTES Windows10 Nota adhesiva ECA SUELO = Pb = 70 mg/kg LMP Urea = 0.36 mg/kg Pb TRAZA 1. EFECTOS DIRECTOS SOBRE LOS SUELOS • Inhibición de la actividad enzimática de los mismos debido a la destrucción del poder de autodepuración por procesos de regeneración biológica normales, al haberse superado la capacidad de aceptación del suelo. Se ve afectado el ciclo biogeoquímico y la función de biofiltro. • Disminución cualitativa y cuantitativa del crecimiento normal de las poblaciones de microorganismos y la fauna del suelo o bien, alteración de su diversidad, lo que aumenta la fragilidad del sistema. • Disminución del rendimiento de las cosechas. • Cambios en la composición de los productos, con riesgo para la salud de los consumidores, al entrar determinados elementos en la cadena trófica. 1-may-18 CONTAMINACION Y CONTROL DE SUELOS 27 2. EFECTOS INDIRECTOS SOBRE LOS SUELOS • Contaminación de las aguas superficiales y freáticas por procesos de transferencia. Se alcanzan concentraciones superiores a las consideradas aceptables. • Variación de la disponibilidad de elementos a largo plazo en los suelos, como consecuencia de cambios en las propiedades físico-químicas de los mismos. • Reducción de la fertilidad del suelo, al disminuir la flora y fauna del mismo. • Modificación de la estructura del suelo debido a la pérdida de fertilidad del mismo. 1-may-18 28 1-may-18 29 1-may-18 30 El derrame se combustibles en suelos detríticos poco compactados, el combustible tiende a mezclarse con el terreno impregnado la superficie de los cantos y mezclándose con la fracción más fina formando un fango oleaginoso. En éste, las plantas, animales y microorganismos que dependen del sustrato no sobreviven mucho tiempo. En el caso de existir agua debajo de este tipo de suelos, ésta suele quedar también contaminada por las filtraciones. Las grasas y lubricantes se hacen más viscosas con el frío lo que hace que su capacidad de penetración sea menor a temperaturas bajas. 1-may-18 31 https://www.youtube.com/watch?v=KmRCxIq2Hvc Para conocer el alcance del impacto que supone un vertido de combustible es necesario tener conocimiento de las características físicas del medio en el que se pueden producir los vertidos como las características del medio natural (flora y fauna) que potencialmente pueden recibir el impacto de un vertido de combustible. Visitar:
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