INTRODUCCIN

REMEDIACIN DE SUELOSINTRODUCCIN

EL manejo de suelos contaminados se ha convertido en una actividad comn. Los contaminantes penetran a los suelos por derrames, fugas, roturas de tanques y tuberas, y muchas veces por disposicin de residuos a cielo abierto. En tales casos, se genera un cuestionamiento acerca del alcance y magnitud del riesgo que representa un suelo contaminado, asimismo surgen dudas acerca de las metas de limpieza que deben alcanzarse en caso de ser necesario remediar el suelo impactado. A este respecto, han sido establecidas algunas consideraciones:

1. Altas concentraciones de un contaminante en el suelo, no necesariamente representan efectos adversos.

2. El riesgo a la salud humana y al ambiente en un suelo contaminado est relacionado directamente con la liberacin y disponibilidad del contaminante.

3. Conocer lo que se libera y la velocidad de liberacin es tan importante como la concentracin del contaminante en el suelo.

De acuerdo a la Ley General de Equilibrio, Ecolgico y la Proteccin al Ambiente, la restauracin se define como el "conjunto de actividades tendientes a la recuperacin y restablecimiento de las condiciones que propician la evolucin y continuidad de los procesos naturales".

El tratar de recuperar la calidad original de un suelo, puede significar un excesivo costo y la aplicacin de tecnologas y recursos humanos altamente calificados.

Las principales estrategias que se usan de manera separada o conjugadas al remediar la mayora de los sitios contaminados son:

Destruccin o alteracin de los contaminantes.Extraccin o separacin de los contaminantes.Inmovilizacin de los contaminantes.

Las tecnologas de tratamiento capaces de destruir el contaminante alterando su estructura qumica constan de los mtodos de tratamiento: trmicos, biolgicos y qumicos. Estas tecnologas de destruccin pueden aplicarse "in situ" o "ex situ" a los medios contaminados.

Las tecnologas de tratamiento usadas para la extraccin y separacin de los contaminantes incluyen el tratamiento del suelo por desorcin trmica, lavado del suelo, extraccin de solventes y extraccin de vapor del suelo (EVS) y tratamiento de agua subterrnea por cualquier fase de separacin, adsorcin de carbn, intercambio inico o alguna combinacin de estas tecnologas. La seleccin e integracin de tecnologas deben usar los ms efectivos mecanismos de transporte para llegar al esquema de tratamiento, ms efectivo. Por ejemplo, puede moverse ms aire que agua a travs del suelo. Por consiguiente, para un contaminante voltil en el suelo, que es relativamente insoluble en agua, la EVS sera una tecnologa de separacin ms eficaz que el flujo o el lavado del suelo.

Las tecnologas de inmovilizacin incluyen la estabilizacin, solidificacin y tecnologas de contencin, como colocacin en un sitio de confinamiento seguro. Ninguna tecnologa de inmovilizacin es permanentemente eficaz, dado que algn tipo de mantenimiento debe ser aplicado. A menudo, se proponen tecnologas de estabilizacin para la remediacin de sitios contaminados por metales y otras especies inorgnicas.

Generalmente, ninguna tecnologa por si sola puede remediar un sitio completo. Normalmente se combinan varias tecnologas de tratamiento para un solo sitio para formar lo que se conoce como un tren de tratamiento.

TecnologaDescripcin

TRATAMIENTO BIOLGICO INSITU

BIODEGRADACIONLa actividad de los microorganismos es estimulada por la circulacin de soluciones agua / nutrientes a travs del suelo contaminado para reforzar la degradacin biolgica insitu de los contaminantes orgnicos. Pueden usarse nutrientes y oxigeno para reforzar la biodegradacin y la desorcin del contaminante de los materiales del sub suelo.

BIOVENTEOEl oxigeno se inyecta a la zona vadosa contaminada del suelo a travs del movimiento forzado del aire (extraccin o inyeccin de aire) para aumentar las concentraciones de oxigeno y estimular la biodegradacin.

BIOAUMENTACIONAdicin de microorganismos al suelo contaminado, cuando la poblacin autctona carece de capacidad degradadora ( preparaciones comerciales, produccin de inculos)

BIOESTIMULACIONAdicin de estimulantes de la actividad microbiana autctona como co-sustratos o aceptores de electrones.

TRATAMIENTO FISICO-QUIMICO INSITU

FRACTURAMIENTO NEUMTICOSe inyecta aire presurizado bajo la superficie para desarrollar grietas en zonas de permeabilidad baja sobre sedimentos consolidados, abriendo nuevos pasadizos que aumenta la efectividad de muchos procesos in-situ e incrementar las eficiencias de extraccin.

FLUJO DE UN FLUIDO EN EL SUELOAgua que contiene un aditivo para incrementar la solubilidad del contaminante, se aplica al suelo o se inyecta en el agua subterrnea para elevar el nivel fretico en la zona contaminada del suelo. Los contaminantes se lixivian en el agua subterrnea que se extrae entonces y se trata.

EXTRACCIN DE VAPOR DEL SUELOEl vaci se aplica a travs de los pozos de extraccin para crear un gradiente de presin/concentracin que induce a los voltiles de la fase gaseosa a difundirse a travs del suelo hacia los pozos de extraccin. Esta tecnologa tambin es conocida como venteo del suelo in-situ, volatilizacin incrementada o extraccin del vaco del suelo.

TRATAMIENTO TERMICO INSITU

EVS TRMICAMENTE REFORZADOLa inyeccin de aire caliente / vapor o el calentamiento elctrico se usa para aumentar la movilidad de los voltiles y facilitar la extraccin. El proceso incluye un sistema para manejar los gases extrados.

VITRIFICACION IN-SITUSe usan electrodos enterrados para aplicar electricidad y as fundir el suelo contaminado (2000C), produciendo un vidrio y una estructura cristalina con caractersticas de lixiviacin muy bajas, cuando el suelo se enfra.

TRATAMIENTO BIOLOGICO EXSITU

COMPOSTEOEl suelo contaminado se excava y se mezcla con residuos orgnicos de madera, animales y residuos de jardinera que se agregan para reforzar la porosidad y el volumen orgnico de la mezcla a ser descompuesta.

TRATAMIENTO BIOLGICO FASE SLIDA CONTROLADA LABRANZA DEL SUELO (LAND FARMING)Los suelos excavados contaminados, son mezclados con residuos orgnicos. Los procesos incluyen camas de tratamiento preparadas, clulas de biotratamiento, montones de suelo y composteo.Se aplica a los suelos contaminados superficialmente y peridicamente se pasa el arado, o bien se cultiva en el suelo para airear los lodos.

REACTORES DE LODOS ACTIVADOSUna lechada acuosa es creada para cambiar el suelo o el lodo con agua y otros aditivos. La lechada se mezcla para mantener los slidos suspendidos y microorganismos en contacto con los contaminantes del suelo. En la realizacin del proceso, la lechada es desecada y el suelo tratado es dispuesto fuera del sitio.

TRATAMIENTO FISICO-QUIMICO EXSITU

OXIDACIN/REDUCCION QUMICALa oxidacin / reduccin qumica convierte los contaminantes peligrosos a compuestos no peligrosos o menos txicos que son ms estables, menos mviles o inerte. Los agentes oxidantes comnmente usados son: ozono, perxido de hidrgeno, hipoclorito y dixido de cloro.

LAVADO DEL SUELOLos contaminantes sorbidos en las partculas finas del suelo son separados de un sistema base acuosa en funcin del tamao de la partcula. El agua de lavado puede incrementarse con: un agente lixiviador bsico, un surfactante, un ajuste del pH, o un agente quelante para ayudar a remover orgnicos y metales pesados.

EXTRACCIN DE VAPOR DEL SUELOSe aplica un vaci a una red de suelo superficial para conducir por tuberas los orgnicos voltiles de los medios excavados. El proceso incluye un sistema para el manejo de gases liberados.

EXTRACCIN POR SOLVENTEEl residuo y el solvente son mezclados en un extractor, disolviendo el contaminante orgnico en el solvente. Se colocan los orgnicos extrados y el solvente en un separador, donde son apartados para su tratamiento y uso posterior.

TRATAMIENTO TERMICO EXSITU

DESORCIN TERMICA POR ALTA TEMPERATURALos residuos se calientan a 315-538C (600-1000F)para volatilizar el agua y los contaminantes orgnicos, que a su vez son transportados por un sistema de vaci al sistema de tratamiento de gases.

DESCONTAMINACION POR GAS CALIENTEEl proceso involucra incrementar la temperatura del suelo contaminado o material por un periodo especificado. El efluente gaseoso del material se trata de un sistema de combustin posterior para destruir todos los contaminantes volatilizados.

INCINERACIONAltas temperaturas, 871-1204C (1600-2000F), son usadas para combustin (en presencia de oxigeno) de los compuestos orgnicos en los residuos peligrosos.

DESORCIN TERMICA POR BAJA TEMPERATURA PIROLISISLos residuos se calientan a 93-315C (200-600F) para volatilizar el agua y los contaminantes orgnicos, que a su vez son transportados por un sistema de vaci al sistema de tratamiento de gases.La descomposicin qumica es inducida en materiales orgnicos a travs del calor en ausencia de oxigeno. Se transforma materiales orgnicos en compuestos gaseosos y un residuo slido (coke) conteniendo carbn fijo y ceniza.

VITRIFICACIONSe funden suelos y lodos contaminados a altas temperaturas para formar un vidrio de estructura cristalina con caractersticas lixiviantes muy bajas.

OTRO TRATAMIENTO

EXCAVACIN / DISPOSICIN FUERA DEL SITIOEl material contaminado es removido y transportado para permitir el tratamiento y disposicin fuera del sitio. Un pre-tratamiento puede requerirse

ATENUACIN NATURALLos procesos naturales superficiales tales como: la dilucin volatilizacin, biodegradacin, adsorcin y las reacciones qumicas con materiales subsuperficiales, permitieron reducir las concentraciones del contaminante.

Factores y caractersticas del suelo que afectan su tratamiento.

Las condiciones del suelo, frecuentemente limitan la seleccin de un proceso de tratamiento. Las caractersticas que afectan al proceso, tales como: pH o el contenido de humedad, pueden, en algunos casos ajustarse. En otros, una tecnologa de tratamiento puede destacarse, basndose en la clasificacin del suelo (distribucin del tamao de partcula) u otra caracterstica del suelo. Los suelos son inherentemente variables en sus caractersticas fsicas y qumicas. Comnmente, la variable es mucho mayor vertical que horizontalmente, resultado de los procesos que originalmente formaron el suelo. Los estudios de campo que definen la diversidad del suelo, pueden disminuir la necesidad de un gran nmero de muestras y mediciones que describan las caractersticas del sitio.El tamao de la Partcula v su distribucin en el suelo juegan un papel muy importante en muchas tecnologas de tratamiento de suelo. En general, los materiales gruesos no consolidados, tales como las arenas y gravas finas, son ms fciles de tratar. El lavado del suelo no es efectivo, cuando ste se compone de altos porcentajes de limo y arcilla a causa de la dificultad que representa el separar los contaminantes adsorbidos en los coloides del suelo.

La heterogeneidad en la composicin del suelo, puede producir desuniformidad en el desarrollo de muchos procesos de tratamiento, que resultan en rangos de remocin inconsistentes.

Altos contenidos de arcilla y limos, pueden causar maleabilidad y baja permeabilidad en el suelo durante la extraccin de vapor, as como una disminucin de la eficiencia del proceso.

La homogeneidad e isotropa del suelo pueden impedir la implementacin de tecnologas "in-situ" que dependen del flujo de fluidos en la superficie, tal como el lavado de suelos, la extraccin de vapor, la extraccin por vaco o biodegradacin "in-situ". Las partculas mayores, tales como las gravas gruesas o cantos rodados son indeseables para los procesos de vitrificacin y extraccin qumica y tambin pueden no ser apropiados para la tecnologa de estabilizacin /solidificacin .

La densidad de masa del suelo es el peso del suelo por unidad de volumen, incluyendo agua y vacos. Esta es usada para convertir el peso a volumen en el clculo del manejo de materiales y puede ayudar a determinar si se dar la mezcla correcta y la transferencia de calor.

La densidad de partculas es la gravedad especfica de una partcula del suelo. Las diferencias en la densidad de partculas es importante en procesos de separacin metal/mineral pesado. La densidad tambin es importante en el lavado y en la determinacin de la velocidad de sedimentacin de las partculas suspendidas del suelo, en los procesos de floculacin y sedimentacin. La permeabilidad es uno de los factores que controlan la efectividad de las tecnologas de tratamiento "in-situ". La capacidad de los fluidos del lavado del suelo (agua, vapor, solventes, etc.) para hacer contacto y remover contaminantes pueden reducirse por una baja permeabilidad o por variaciones en diferentes capas del suelo. La baja permeabilidad tambin impide el movimiento del aire y vapores a travs de la matriz del suelo. Esto puede disminuir la volatilizacin de los COVs en proceso de extraccin de vapor. Similarmente, las soluciones de nutrientes, usadas para acelerar la biorremediacin "in-situ" puede no penetrar aquellos suelos de baja permeabilidad en un tiempo razonable.

La baja permeabilidad puede tambin limitar la efectividad de la vitrificacin "in-situ" por el lento escape de vapores.

La alta humedad del suelo puede impedir el movimiento del aire a travs de ste, en sistemas de extraccin de vaco y causar problemas en la excavacin y el transporte de los materiales.

Una alta humedad en el suelo, tambin afecta la aplicacin de la vitrificacin y otros tratamientos trmicos debido al incremento de requerimientos de energa, aumentando los costos; en cambio, al aumentar la humedad del suelo se favorece el tratamiento biolgico "in-situ".

El pH, del suelo al ser tratados puede afectar muchas tecnologas de tratamiento. La solubilidad de los contaminantes inorgnicos est determinada por el pH, Un pH alto, normalmente disminuye la movilidad de los compuestos inorgnicos en el suelo. La efectividad del intercambio inico y los procesos de floculacin puede ser influencias negativamente por rangos extremos del pH. La diversidad microbiana y la efectividad en procesos de biorremediacin tambin son afectados por rangos de pH extremos. 4

1