USO DE TEST DE LIXIVIACIÓN PARA CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS DEL ÁREA MINERA Y REFLEXIONES SOBRE GESTION DE RESIDUOS PELIGROSOS EN AMERICA LATINA

Transcripción

1 USO DE TEST DE LIXIVIACIÓN PARA CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS DEL ÁREA MINERA Y REFLEXIONES SOBRE GESTION DE RESIDUOS PELIGROSOS EN AMERICA LATINA Rihm A., Arellano J., Sancha A.M. Universidad de Chile División de Recursos Hídricos y Medio Ambiente y Centro Nacional del Medio Ambiente (CENMA) Avda. Blanco Encalada 2120, Of. 417 Casilla Santiago, Chile Fono/Fax: jrihm@reuna.cl Palabras Claves: Test de lixiviación, residuos sólidos peligrosos, TCLP, SPLP, residuos mineros.

2 USO DE TEST DE LIXIVIACIÓN PARA CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS DEL ÁREA MINERA Y REFLEXIONES SOBRE GESTION DE RESIDUOS PELIGROSOS EN AMERICA LATINA A. Rihm, J. Arellano, A.M. Sancha 1 RESUMEN Se presenta un análisis de la capacidad de implementación de un sistema de gestión de residuos sólidos peligrosos para la realidad Latinoamericana, a la luz del análisis de residuos generados por grandes grupos generadores, como es el caso de la minería. En particular se analiza la aplicación de los test de lixiviación para la identificación de los residuos peligrosos, revisando su alcance y limitaciones, además se analiza la capacidad real de utilizar estos test sobre la base de la realidad de la capacidad de gestión del aparto ambiental de los sistemas medioambientales Latinoamericano. Se presenta un análisis detallado de la situación de Chile. Finalmente se entregan proposiciones de implementación de un sistema de gestión de residuos para países de Latinoamérica en base de lo discutido anteriormente. INTRODUCCION La actividad minera genera una gran producción de residuos cuyo impacto se relaciona no tan sólo con el volumen producido, sino que también con su calidad y composición. La interacción de los residuos mineros con el medio ambiente puede generar importantes impactos ambientales por lo que es necesario contar con un ensayo que, en forma rápida y económica, permita evaluar el potencial de peligrosidad de un residuo. Este ensayo debe permitir una simulación o correlación con el proceso de interacción entre el residuo y el medio a fin de evaluar la peligrosidad del residuos. (1)(2) Con este objetivo se utilizan los test de lixiviación entre los cuales los más conocidos son el Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) y el Synthetic Precipitation Leaching Procedure (SPLP) desarrollados a fines de la década del 80 en los Estados Unidos por la US EPA para cuantificar la extractabilidad desde residuos sólidos, bajo un conjunto de condiciones de laboratorio, de algunos constituyentes peligrosos como metales, compuestos orgánicos volátiles y semi-volátiles y pesticidas. En el marco de la globalidad económica el ideal sería contar con un test de lixiviación estandarizado y único para caracterizar la toxicidad de residuos, pero la realidad señala que esto no es posible porque el test debe simular las condiciones locales y éstas pueden ser muy variadas, tanto por el tipo y tamaño del residuo que genera la actividad minera, el medio físico en que son manejados, el manejo mismo en sí y la localización de los sitios de disposición y el clima de la región. Cada uno de estos escenarios de disposición de residuos e interacción con el medio tiene un efecto en el potencial impacto ambiental del residuo, acrecentándolo en algunos casos y en otros, aminorándolo. Esto hace necesario analizar con detenimiento el escenario que refleja y que debería reflejar un test de lixiviación y evaluar su aplicabilidad en cada caso. 1 División de Recursos Hídricos y Medio Ambiente y Centro Nacional del Medio Ambiente (CENMA), Universidad de Chile.

3 ANTECEDENTES GENERALES SOBRE TEST DE LIXIVIACION El potencial impacto, en el medio ambiente, de los residuos sólidos dispuestos en el suelo es, generalmente, estimado utilizando test de lixiviación tipo batch, a escala de laboratorio (Fig. Nº 1) por constituir una forma rápida y económica para evaluar el potencial de peligrosidad de un residuo. FIGURA 1: ESQUEMA PRACTICO SOBRE PROCEDIMIENTO DE TEST DE LIXIVIACION El diseño de los test de lixiviación TCLP y SPLP trata de determinar la movilidad de contaminantes, tanto orgánicos como inorgánicos, contenidos en los residuos dispuestos en tierra. En el test TCLP se asumen los siguientes escenarios para el sitio de disposición y manejo de los residuos: - Mal manejo: ubicación de sitio sin impermeabilización de fondo sobre zona no saturada y acuífero (Fig. Nº 2). - Co-disposición de residuos: disposición de residuos industriales y domésticos en el mismo sitio. - Percolación de lixiviados en régimen estable - Transporte de contaminantes y atenuación natural - Explotación de pozo para agua potable 500 pies aguas abajo del sitio de disposición del residuo en estudio.

4 FIGURA 2: ESCENARIO DE MAL MANEJO DE RESIDUOS PELIGROSOS, PARA TCLP (6) Sin bien los test TCLP y SPLP tratan de determinar la movilidad de contaminantes, tanto orgánicos como inorgánicos, contenidos en los residuos el SPLP trata de simular el efecto de lluvia ácida sobre los residuos dispuestos en tierra y reducidos a un tamaño inferior a 9,5 mm (3), a diferencia del TCLP que simula la acción sobre los residuos de ácidos orgánicos generados en un sitio de co-disposición sin impermeabilización de fondo. El procedimiento del SPLP es bastante similar al TCLP, pero la etapa inicial de separación de la fase líquido-sólido ha sido eliminada. La diferencia fundamental entre los dos test radica en la composición del medio de extracción o percolación. Mientras que el TCLP emplea fluidos que simulan los ácidos orgánicos (buffer de acetato) que deberían formarse por la descomposición de residuos domésticos en un relleno sanitario, el SPLP requiere el uso de fluidos de extracción que simulen lluvia ácida (buffer de mezcla de ácido nítrico con ácido sulfúrico). Algunos expertos señalan que el test SPLP simularía de mejor forma las condiciones que se dan en un mono relleno, situación que representa, en general, mucho mejor a la mayoría de los lugares de disposición de residuos de la actividad minera que, en general, se desarrolla en zonas alejada de las grandes urbes (4) (5) DISCUSIÓN SOBRE ESCENARIOS DE TESTS DE LIXIVIACIÓN. El diseño experimental y el escenario supuesto pueden limitar la aplicación de los tests de lixiviación a todas las situaciones. Existen varias condiciones ambientales que no pueden ser reproducidas en este tipo de test. Esto se debe, fundamentalmente, a diferencias en la escala de tiempo de las situaciones de percolación real y experimental. La contracción temporal impide la reproducción de la cinética de la emisión de contaminantes desde el residuo depositado en el suelo y necesariamente no considera aquellos factores relacionados con variables como actividad microbiana, variaciones de temperatura, interacción entre distintos tipos de residuos (co-disposición), etc. El TCLP por su diseño sólo predice emisiones por una sola ruta de contaminación, el agua subterránea. Así pues, no simula la emisión de contaminantes orgánicos volátiles al aire en forma directa o a través del polvo, ni la emisión a través de escorrentías superficiales. Además, al asumir un escenario de mal manejo y co-disposición, simula un alto grado de agresividad que no se da en los casos de mono disposición ni en los casos de inexistencias de recursos hídricos subterráneos. De hecho la Corte de Apelaciones de Columbia, durante 1993, indicó que la EPA habría fallado en justificar suficientemente la aplicación del TCLP a los residuos provenientes de procesos mineros (y residuos de plantas manufacturadoras de gas). Lo anterior originó un estudio, durante 1995 (7), en el cual la US EPA justifica su posición de mantener el uso del TCLP 2 basado en que el escenario de mal manejo es posible (se justifica con la presentación de casos) para estos residuos, reconociendo eso sí la existencia de innumerables mono rellenos. Señala que el sector industrial no ha presentado pruebas suficientes para cambiar su punto de vista acerca de la validez del escenario de mal manejo. Además indica que aún no existe claridad total en lo referente a diferencias estadísticas importantes entre ambos test, existiendo más bien incerteza acerca del tema. 2 El TCLP es el único test de lixiviación aprobado para caracterizar residuos peligrosos bajo la RCRA (8)

5 Las diferencias reales entre el escenario de mal manejo asumido en Estados Unidos y el de otros países, para la disposición de residuos industriales del tipo minero, pueden ser muy significativas. El escenario puede variar por: tipo de disposición (mono o co-disposición), tipos de residuos (diferente calidad implica diferente acidificación), proporción entre residuos mineros y otros, distintas dimensiones y condiciones del lugar (tamaño del sitio, distancia a centros poblados, existencia y ubicación de napa subterránea) diferente calidad de terreno (factor de dilución/atenuación) y diferente condición de temperatura y humedad. Se une a esto el hecho que, en general, los residuos de tipo minero tienen un tamaño mayor que el común de los residuos y por tanto son más estables en el tiempo. Por lo anterior existe la posibilidad que el test TCLP no sea siempre un buen indicador de la probable percolación del residuo y pueda serlo mejor el SPLP u otro test que requiere ser diseñado.

6 CASO CHILENO En la actualidad se encuentra en estudio 3 el reglamento marco de gestión de residuos sólidos peligrosos (1). En dicho reglamento una materia fundamental es la definición de lo que se entiende por residuos peligrosos. La determinación analítica de la toxicidad se propone a través de un test de lixiviación, que sobre la base de lo descrito en el texto (se menciona como referencia el US EPA SW846) es el TCLP, utilizando como niveles de comparación un listado bastante similar al listado de Toxicity Characteristic de US EPA (TC) 4. Sin embargo en dicho reglamento no se menciona explícitamente el procedimiento de test a utilizar y ello se relaciona directamente con el escenario que se pretende simular. Las diferencias posibles y reales entre el escenario de mal manejo de USA y Chile, para la disposición de residuos industriales pueden ser significativas: el escenario puede variar por: tipo de relleno (mono relleno o co disposición), tipo de residuos domiciliarios (diferente calidad implica diferente acidificación), proporción entre residuos industriales y no industriales, distintas dimensiones y condiciones del escenario (tamaño sitio, distancia a centro poblado y toma de agua), diferente calidad de terreno (incide en el factor DAF) y diferente clima. 3 En la mayoría de los sistemas legales vigentes la responsabilidad de definir si se esta en presencia de un material peligroso recae en su productor, y si se está en presencia de un residuo peligroso recae en el generador. Existen dos aproximaciones en la definición de residuo peligroso, tal como lo indica la figura. Una se basa en un sistema de listado en el que se requiere el conocimiento del tipo de compuesto específico o del proceso generador específico,. La segunda aproximación considera la definición analítica de alguna característica que describa peligrosidad. Esto último es una materia compleja, pues un residuo peligroso puede venir en cualquier forma y matriz (líquidos, semi sólidos, sólidos, lodos y gases), haciendo complicada su determinación analítica. Las diferencias metodólogicas en los distintos sistemas de manejo de residuos peligrosos, tanto a nivel local como internacional, hacen que existan varias clases y o tipos de clasificación para los residuos peligrosos. Por lo anterior, cada sistema define sus propias características para identificar la peligrosidad de un residuo. En el caso del Ministerio de Salud de Chile se ha optado por una aproximación similar a la descrita en la figura LISTADO DE RESIDUOS PELIGROSOS ESPECIFICOS RESIDUO PELIGROSO? POR IDENTIFICACION DE CARACTERISTICAS DE PELIGROSIDAD Las características que definen la peligrosidad de un residuo, descritas por el reglamento del Ministerio de Salud, son las siguientes: corrosividad, reactividad, inflamabilidad y toxicidad por lixiviación. 4 En el 55 Federal Register del 29 de Marzo de 1990 EPA promulgó una lista de compuestos que son calificados como TC debido a que ellos han mostrado tener efectos tóxicos, cancerígenos, mutagénicos o teratogénicos, existe información apropiada de toxicidad crónica y se dispone de datos adecuados de transporte y comportamiento para permitir la modelación del transporte y efecto en agua subterránea para cada constituyente de dicha lista. El listado TC es el siguiente: Arsénico; Bario; Benceno; Cadmio; Carbón tetracloruro; Clordano; Clorobenceno; Cloroformo; Cromo total; Cresol, m-; Cresol,0-; Cresol, p-; Diclorobenceno,1,4-; Dicloroetano,1,2; Dicloroetileno,1,1-; 2,4-D; Dinitrototulueno,2,4-; Endrin; Heptacloro; Heptacloro epoxido; Hexacloro-1,3-butadino; Hexaclorobenceno; Lindano; Hexacloroetano; Plomo; Mercurio; Metoxicloro; Metil etil ketona; Nitrobenceno; Pentaclorofenol; Piridino; Selenio; Plata; Tetracloroetileno; Toxafeno; Tricloretileno; Triclorofenol,2,4,5-; Triclorofenol,2,4,6-; 2,4,5-TP; Cloruro de vinilo.

7 El TCLP es específico para el caso de un escenario de co-manejo de residuos industriales con no industriales, que es un escenario que no simula lo que ocurre en la disposición de muchos residuos de tipo industrial, principalmente de la gran minería en Chile. Se une a esto el hecho que, en general, los residuos de este tipo tienen un tamaño mayor y por tanto son más estables en el tiempo, que un residuo domiciliario. Según Oliver Fordham, experto de US EPA, se debe ser cuidadoso en la aplicación del TCLP, asegurándose que sea utilizado para el propósito específico para el que fue diseñado. En Chile, los mayores problemas de mal manejo de residuos podrían provenir de residuos mineros, los cuales usualmente no son manejados bajo las condiciones simuladas en el TCLP. Por lo anterior existe la posibilidad que este test no sea un buen indicador de la probable lixiviación desde este residuo. El test SPLP u otra extracción en base a agua deionizada puede ser una representación más realista de la situación de residuos mineros depositados en mono-rellenos o en pilas. En el caso del SPLP también es válido lo mencionado para el TCLP en lo que respecta a diferencias entre escenarios de USA y Chile. Debe notarse que en la zona norte, donde se generan muchos de los residuos mineros si bien no llueve en forma abundante existe la posibilidad de lluvias muy intensas en períodos de retorno prolongado. SITUACION GENERAL DE LATINOAMERICA Sobre la base de la experiencia obtenida en la discusión y revisión del reglamento chileno los autores desean destacar una serie de aspectos que a su juicio deben ser considerados al momento de implementar un reglamento de gestión de residuos peligrosos, y en particular para el caso de identificación de residuos peligrosos en la actividad minera: Falencia en disponibilidad de información básica para establecer el test de lixiviación a utilizar: Desde el punto de vista de la aplicación de un test de lixiviación es necesario definir cuál es el más probable de los escenarios de mal manejo, incluyendo en este análisis el caso especial de los residuos mineros. En la actualidad no existen estadísticas de manejo claras, para establecer cuál puede ser el escenario más representativo de esta situación. Definición de test a utilizar para evaluar potencial de toxicidad: Actualmente definir claramente cuál es el test más apropiado, o simplemente elaborar un test particular, es una tarea muy compleja. Se necesitará generar un volumen importante de información para estar en condiciones de plantear con un cierto grado de seguridad cuál test resulta más apropiado. Capacidad instalada de laboratorios deficiente en Latinoamérica: En general no se han realizado pruebas y análisis de este tipo, por cual existen muy pocos centros en los cuales, en este momento, es posible llevar a cabo una investigación de esta magnitud. Es necesario mejorar la capacidad de análisis químicos en los países de la región. En términos prácticos, no existen aún un mínimo suficiente de laboratorios que permitan garantizar el éxito inmediato de la implementación de test de lixiviación, de forma que sean de aplicación práctica al implementar un reglamento. En el caso Chileno se vislumbra como un potencial problema la noexistencia de laboratorios acreditados en test TCLP al momento de aparecer el reglamento. Esto resta seriedad y desprestigia al reglamento Por otro lado los costos de estos análisis pueden hacer un tanto prohibitiva su aplicación. RECOMENDACIONES GENERALES Dada la importancia que reviste el manejo ambiental de los residuos mineros, en el marco de la globalidad económica, se recomienda, a los países involucrados en esta actividad, estudiar con especial dedicación el tema relativo a la determinación de toxicidad de residuos peligrosos generados en la actividad minera, reconociendo la necesidad de contar con test de lixiviación comunes que en su diseño incorporen las condiciones locales y permitan evaluar el grado de peligrosidad real de estos residuos. Considerando que la aplicabilidad del TCLP y el SPLP es controversial en USA, se recomienda que los sectores industriales se unan a la discusión con las autoridades locales y otros organismos responsables

8 para llegar a consensos y evitar conflictos. Sin embargo, es opinión de los autores, que durante las etapas de discusión, que pueden ser muy prolongadas, de todas maneras, deberá estarse aplicando algún procedimiento que permita la fiscalización de los residuos desde el punto de vista de peligrosidad por toxicidad. En base a lo discutido anteriormente, es claro que a nivel nacional o regional, pueden existir sectores de desarrollo industrial distintos, así como condiciones medioambientales diferentes, que redundarán en un desarrollo histórico diferente de las capacidades analíticas y además en un grado de conocimiento especializado en ciertas áreas. Basado en esto y considerando los recursos limitados con que se cuentan en la región para desarrollar e implementar los sistemas de gestión de residuos, especialmente, desde el punto de vista analítico, se recomienda el desarrollo de una red latinoamericana de laboratorios y centros de investigación, en la cual cada país ofrezca sus conocimientos y servicios en las áreas donde se encuentre más desarrollado o que cuente con más recursos. Chile, por ejemplo, podría liderar estudios y compartir conocimiento en el área minera, pesquera y forestal; así como Perú, Brasil y México, por nombrar sólo algunos, pueden aportar importantes conocimientos en algunas de las áreas anteriores o otras como manufacturas, metal mecánica, etc. Finalmente, analizado el momento histórico de la gestión ambiental en Latinoamérica, y considerando el aspecto de globalidad, realzado por las relaciones comerciales, los autores creen que es oportuno, tal como en décadas pasadas, que organismos como la OPS y el CEPIS asumieron un rol de liderazgo en la capacitación de profesionales en el área de la gestión de residuos sólidos urbanos; que estas mismas instituciones y otras como CETESB o CENMA asuman la tarea de preparar especialistas y profesionales en el área de la gestión y manejo de los residuos sólidos peligrosos. BIBLIOGRAFIA (1) República de Chile, Ministerio de Salud, División Salud Ambiental, Departamento de Programas sobre el Ambiente. PROYECTO REGLAMENTO SOBRE MANEJO SANITARIO DE RESIDUOS PELIGROSOS (Borrador). Chile, Mayo 1998 (2) Lee Kuhre. PRACTICAL MANAGEMENT OF CHEMICALS AND HAZARDOUS WASTES -An Environmental And Safety Professional s Guide. Prenctice Hall PTR, Estados Unidos, 1995 (3) Kunistoshi Sakurai. IMPROVEMENT OF SOLID WASTE MANAGEMENT IN DEVELOPING COUNTRIES. IIC JR JICA, Japón, December 1990 (4) Côtè, T.W. Constable. EVALUATION OF EXPERIMENTAL CONDITIONS IN BATCH LEACHING PROCEDURES. Resources and Conservation, Vol 9, pp.59-73, Holanda, 1982 (5) Hidehiro Kaneko, Minoru Yamaguchi. EXTRACTION CONDITIONS AND THE AMOUNT OF HEAVY METALS RELEASED FROM MUNICIPAL WASTE INCINERATOR FLY ASH. Journal of The Japan Society of Waste Management Experts. Vol5, N 2, pp.45-53, Japón 1994 (6) EPA 40 CFR Part 261. Estado Unidos 1990 (7) EPA, Office of Solid Waste. APPLICABILITY OF THE TOXICITY CHARACTERISTIC LEACHING PROCEDURE TO MINERAL PROCESSING WASTES. Technical Background Document Supporting the Supplemental Proposed Rule Applying Phase IV Land Disposal Restrictions to Newly Identified Mineral Processing Wastes. Estados Unidos, December 1995, disponible en EPA WEB. (8) Maricia Alforque. SYNTHETIC PRECIPITATION LEACHING PROCEDURE. EPA Lab Notes. September 6, disponible en