Investigación para la gestión sostenible de residuos. El Programa de Investigación de la Comunidad Autónoma de Madrid RESIDUOS

Transcripción

1 Investigación para la gestión sostenible de residuos. El Programa de Investigación de la Comunidad Autónoma de Madrid RESIDUOS Dra. Mónica Sáez Ribas Departamento de Análisis Instrumental y Química Ambiental Instituto de Química Orgánica General (CSIC) C/Juan de la Cierva, Madrid <monica.saez@iqog.csic.es>

2 Gestión Sostenible de Residuos Industriales y Domésticos que contienen sustancias persistentes, bioacumulables y Tóxicas, y otros contaminantes prioritarios: Desarrollo de soluciones para su caracterización, reciclado y eliminación. S-0505-AMB Incorporación de nuevas metodologías en la gestión de residuos agrarios, agroalimentarios y municipales. Caracterización ecotoxicológica, evaluación y control de impactos ambientales, y optimización de protocolos de recuperación y valorización. TRT

3 TRT

4 Introducción Gestión de residuos (C. Madrid) tóxicos y peligrosos ( Tm/a) sólidos urbanos (mill. Tm/a) Problema medioambiental Inversión y compromiso ambientales satisfactorias Problemas con contaminantes prioritarios Evaluación de riesgos LP de RTP Presencia en RSU Caracterización Predicción/prevención Implementación tecnológica Desarrollo metodologías PYMES

5 SUSTANCIAS QUÍMICAS PRESENTES EN RESIDUOS: RTP Y RSU GENERADAS DURANTE SU VALORIZACIÓN/ELIMINACIÓN TIPO INERTES Y NO TOXICOS CONVENCIONALES PBTs BIOLOGICAMENTE ACTIVAS CARACTERÍSTICAS NO TOXICOS NO BIODISPONIBLES FACILMENTE VALORIZABLES TOXICIDAD AGUDA/CRÓNICA 10 MECANISMOS GENERICO O ESPECIFICOS NOPERSISTENTES Y/O NO BIOACUMULABLES NO TOXICIDAD AGUDA O TOXICIDAD AGUDA/CRÓNICA >100 MECANISMO BASADO EN CARGAS CRITICAS PERSISTENTES BIOACUMULABLES NO TOXICIDAD AGUDA O TOXICIDAD AGUDA/CRÓNICA >10000 MECANISMO MUY ESPECIFICOS (EG RECEPTORES) PELIGROSIDAD BAJA VARIABLE APARENTEMENTE BAJA ALTA A LARGO PLAZO SEGÚN RECEPTOR ECOLÓGICO RIESGOS PERDIDA DE CALIDAD CORTO Y MEDIO PLAZO LARGO PLAZO LIGADOS A BIOMAGNIFICACIÓN MUY ALTOS PARA RECEPTORES SENSIBLES RETARDADOS REGULACIÓN CUBIERTOS POR PROTOCOLOS ACTUALES PARCIALMENTE CUBIERTOS EN RTP NO EN RSU PRIORITARIOS PARA ESTE PROYECTO EJEMPLOS RESTOS ORGANICOS, CELULOSA, ALGUNOS POLÍMEROS LA MAYORIA DE LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS HIDROCARBUROS NO DEGRADABLES OCs, PCBs,, POLIBROMADOS, POLIFLUORADOS DIOXINAS, FURANOS DISRUPTORES ENDOCRINOS FÁRMACOS BIOCIDAS SELECTIVOS

6 Objetivos científicos Desarrollo de metodologías químicas, biológicas y combinadas para la identificación/caracterización de contaminantes prioritarios en residuos tóxicos y peligrosos. Evaluación del riesgo ambiental de la presencia en RSU de contaminantes prioritarios procedentes de productos y artículos de consumo doméstico. Desarrollo y validación de metodologías para la evaluación conjunta de los riesgos a medio y largo plazo del conjunto de contaminantes prioritarios presentes en residuos tóxicos y peligrosos y en mezclas de residuos asimilables a RSU. Objetivo tecnológico Implementación de soluciones para la gestión sostenible de estos residuos, incluyendo el estudio de alternativas y la valoración coste/beneficio; y desarrollo de planes de actuación ante accidentes y emergencias.

7 PROBLEMA CONTAMINANTES CON RIESGO A LARGO PLAZO EN RESIDUOS ABORDAJE CIENTÍFICO ABORDAJE TECNOLÓGICO RES TÓXICOS/PELIGROSOS BATERÍA QUÍMICO/BIOLÓGICA BARRIDO / IDENTIFICACIÓN EVALUACIÓN RSU Y ASIMILABLES ERA PRODUCTOS CONSUMO ADAPTACIÓN EXPOSICIÓN A CAM ERA PROBABILÍSTICA CALIBRADA ERA ACUMULADA MODELIZACIÓN VALIDACIÓN EN CAMPO PRIORIZACIÓN Y SELECCIÓN ERA CONTAMINANTES INDIVIDUALES ERA ACUMULADA RESIDUOS LIXIVIADOS EMISIONES ALTERNATIVAS GESTIÓN CONTAMINANTES PRIORITARIOS EN RTP ALTERNATIVAS GESTIÓN CONTAMINANTES PRIORITARIOS EN RSU MODELOS DE BASE CIENTÍFICA PARA EVALUACIÓN DE RIESGOS AMBIENTALES A LARGO PLAZO DE PBTs Y OTROS MODELOS DE BASE CIENTÍFICA PARA EVALUACIÓN DE RIESGOS AMBIENTALES DE MEZCLAS COMPLEJAS CON CONTAMINANTES PRIORITARIOS HERRAMIENTAS PARA PYMES COMO REACH USERS APLICACIONES PARA GESTIÓN EMISIONES Universidad Rey Juan ACCIDENTALES Carlos, Campus Móstoles

8 Paquetes de actividades del proyecto 1. IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS 2. EVALUACIÓN DEL RIESGO POTENCIAL DE CONTAMINANTES PRIORITARIOS PRESENTES EN RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS 3. EVALUACIÓN DE RIESGOS ACUMULADOS DE LOS DIFERENTES CONTAMINANTES PRESENTES EN RESIDUOS COMPLEJOS 4. IMPLEMENTACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN, SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS Y CONTROL DE ACCIDENTES

9 1. IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS 1.1.Caracterización química 1.2.Identificación biológica 1.3.Caracterización biológica 1.4.Cuantificación del potencial de bioacumulación/biomagnificación 2. EVALUACIÓN DEL RIESGO POTENCIAL DE CONTAMINANTES PRIORITARIOS PRESENTES EN RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS 3. EVALUACIÓN DE RIESGOS ACUMULADOS DE LOS DIFERENTES CONTAMINANTES PRESENTES EN RESIDUOS COMPLEJOS 4. IMPLEMENTACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN, SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS Y CONTROL DE ACCIDENTES

10 1. IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS 2. EVALUACIÓN DEL RIESGO POTENCIAL DE CONTAMINANTES PRIORITARIOS PRESENTES EN RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS 2.1.Evaluación inicial 2.2.Desarrollo de modelos de exposición para residuos madrileños 2.3.Desarrollo de modelos de evaluación de riesgos 3. EVALUACIÓN DE RIESGOS ACUMULADOS DE LOS DIFERENTES CONTAMINANTES PRESENTES EN RESIDUOS COMPLEJOS 4. IMPLEMENTACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN, SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS Y CONTROL DE ACCIDENTES

11 1. IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS 2. EVALUACIÓN DEL RIESGO POTENCIAL DE CONTAMINANTES PRIORITARIOS PRESENTES EN RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS 3. EVALUACIÓN DE RIESGOS ACUMULADOS DE LOS DIFERENTES CONTAMINANTES PRESENTES EN RESIDUOS COMPLEJOS 3.1.Escenarios de exposición conjunta y sucesiva 3.2.Estimación de efectos sinérgicos 3.3.Caracterización de riesgos ambientales 3.4.Validación de las metodologías desarrolladas 4. IMPLEMENTACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN, SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS Y CONTROL DE ACCIDENTES

12 1. IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS 2. EVALUACIÓN DEL RIESGO POTENCIAL DE CONTAMINANTES PRIORITARIOS PRESENTES EN RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS 3. EVALUACIÓN DE RIESGOS ACUMULADOS DE LOS DIFERENTES CONTAMINANTES PRESENTES EN RESIDUOS COMPLEJOS 4. IMPLEMENTACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN, SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS Y CONTROL DE ACCIDENTES 4.1.Gestión de residuos tóxicos y peligrosos 4.2.Gestión de RSU 4.3.Aplicaciones para PYMES 4.4.Aplicaciones para la gestión de accidentes

13 1. IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS 1.1.Caracterización química 1.2.Identificación biológica 1.3.Caracterización biológica 1.4.Cuantificación del potencial de bioacumulación/biomagnificación 2. EVALUACIÓN DEL RIESGO POTENCIAL DE CONTAMINANTES PRIORITARIOS PRESENTES EN RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS 3. EVALUACIÓN DE RIESGOS ACUMULADOS DE LOS DIFERENTES CONTAMINANTES PRESENTES EN RESIDUOS COMPLEJOS 4. IMPLEMENTACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN, SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS Y CONTROL DE ACCIDENTES

14 1. IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS RTP: MUESTREO Batería mixta Químico/biológica Muestras sólidas: Base de Sepiolita Origen Cosmética Base de Sílice Cuantificación COPs Barrido mecanismos de acción concretos Toxicidad general Toxicidad específica 1.1.Caracterización química 1.2.Identificación biológica 1.3.Caracterización biológica Muestras líquidas: Disolventes halogenados Disolventes no halogenados Aguas orgánicas inflamables 1.4.Cuantificación potencial bioac/biomag

15 1.1.Caracterización química Foros de Ciencia y Tecnología Ambientales Muestras sólidas Muestras líquidas Pre-Tratamiento Desecación Molido Ataque ácido Extracción ASE LLE Purificación Fraccionamiento Dioxin-Prep Sílice Alúminia Carbón Dioxin-Prep Sílice Alúminia Carbón Detección Cuantificación PCBs PCDD/Fs PCBs PCDD/Fs HRGC-HRMS GC-(Q)MS HRGC-HRMS GC-(Q)MS HRGC-HRMS

16 1.1. Caracterización química Muestras PCDD/Fs PCDD/Fs I-TEQ PCBs con TEF PCBs WHO-TEQ PBDEs sólidas (pg/g) ,05-3, ,40-0, líquidas (pg/l) ,63-26, ,18-8,

17 1.2. Identificación biológica Estudio de actividades enzimáticas: EROD (células RTG-2) Bgal GST Estudio de citotoxicidad: Rojo Neutro (células RTG-2) Asociada a los receptores activados por grupos de contaminantes: (células DR-Calux) EROD

18 1.2.Identificación biológica Resultados DR-CALUX Foros de Ciencia y Tecnología Ambientales Muestra Preparación EC 50 (mg equiv./ml) Interv. Confianza (95%) EC 50 (ml extracto/100 ml) Interv. Confianza (95%) Halogenado Añadido al medio No halogenado Añadido al medio 0,0919 0,0717-0,1179 0,0092 0,0072-0,0118 A. Org Infl. Añadido al medio 0,2029 0,1426-0,2888 0,0203 0,0143-0,0289 Sepiolita Extracto (medio) Cosmética Extracto (medio) 2,7456 1,3301-5,6676 0,2746 0,1330-0,5658 Sílice Extracto (medio) 10,3539 6, ,5647 1,0354 0,6103-1,7565

19 1.2.Identificación biológica Foros de Ciencia y Tecnología Ambientales Citotoxicidad sobre células RTG-2 Test Rojo Neutro (24h) Muestra Preparación EC 50 (mg equiv./ml) Interv. Confianza (95%) EC 50 (ml extracto/100 ml) Interv. Confianza (95%) Halogenado Dispersión (CremophorRH 40) 8,100 5,800-13,100 0,817 0,588-1,311 Halogenado No halogenado Dispersión (CremophorRH 40) 1,700 0,700-8,100 0,171 0,072-0,719 No halogenado 45,530 30,876-79,245 40,989 27,797-71,342 A. Org Infl. Dispersión (CremophorRH 40) 6,700 4,100-14,400 0,679 0,417-1,448 A. Org Infl. 5,045 2,754-12,996 4,549 2,484-11,719 Sepiolita 0,206 0,129-0,486 3,301 2,07-7,794 Sepiolita Extracto (DCM) Cosmética 0,203 0,151-0,.36 3,259 2,428-4,920 Cosmética Extracto (DCM) Sílice Sílice Extracto (DCM)

20 1.3. Caracterización biológica Extractos Test toxicidad aguda en invertebrados acuáticos: (Daphnia magna) Muestras sólidas orgánico DCM Tolueno Batería de ensayos Muestras líquidas acuoso Dispersión Cremofor RH40 Test de toxicidad aguda en anfibios (Xenopus laevis)

21 1.3.Caracterización biológica Toxicidad sobre Daphnia magna (48h) Muestra Preparación DL 50 (mg equiv./ml) Interv. Confianza (95%) DL 50 (ml extracto/100 ml) Interv. Confianza (95%) Halogenado Dispersión (CremophorRH 40) 0,315 0,218-0,569 0,031 0,021-0,057 Halogenado 7,074 5,753-17,031 7,074 5,753-17,031 No halogenado Dispersión (CremophorRH 40) 0,283 0,000-0,132 0,028 0,000-0,013 No halogenado 5,438 4,672-6,543 4,900 4,210-5,896 A. Org Infl. Dispersión (CremophorRH 40) 0,985 0,636-1,808 0,099 0,064-0,181 A. Org Infl. 0,256 0,217-0,302 0,026 0,022-0,030 Sepiolita 0,821 0,000-0,566 13,130 0,000-9,060 Sepiolita Extracto (DCM) Cosmética 0,558 0,373-0,891 0,892 0,597-1,425 Cosmética Extracto (DCM) 31,250 50,000 Sílice 6,058 3,545-11,554 9,690 5,672-18,482 Sílice Extracto (DCM)

22 1.3.Caracterización biológica Toxicidad sobre Xenopus laevis (48h) Muestra Preparación DL 50 (mg equiv./ml) Interv. Confianza (95%) DL 50 (ml extracto/100 ml) Interv. Confianza (95%) Halogenado Dispersión (CremophorRH 40) 0,28 0, ,03 0,02-0,03 Halogenado 4,56 2, ,11 2,54-8,68 No halogenado Dispersión (CremophorRH 40) 0,08 0,06-0,1 0,008 0,006-0,01 No halogenado 1,390 1,27 A. Org Infl. Dispersión (CremophorRH 40) 0,45 0,31-0,61 0,045 0,031-0,061 A. Org Infl. 0,59 0,49-0,79 0,059 0,049-0,079 Sepiolita 0,34 0,31-0,38 0,55 0,50-0,61 Sepiolita Extracto (DCM) No effect No effect Cosmética 0,46 0,34-0,68 0,75 0,55-1,10 Cosmética Extracto (DCM) No effect No effect Sílice >18.75 >30 Sílice Extracto (DCM) No effect No effect

23 1.4. Cuantificación del potencial de bioacumulación/ biomagnificación Estudios experimentales Datos disponibles distintas contaminantes/organismos estudios toxicocinéticos publicados Modelización * variaciones temporales de los niveles de exposición, * variabilidad asociadas a parámetros experimentales * incertidumbre * adaptabilidad al grado de complejidad requerida Imprecisión y variabilidad ensayos toxicocinéticos

24 1. IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS 2. EVALUACIÓN DEL RIESGO POTENCIAL DE CONTAMINANTES PRIORITARIOS PRESENTES EN RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS 2.1.Evaluación inicial 2.2.Desarrollo de modelos de exposición para residuos madrileños 2.3.Desarrollo de modelos de evaluación de riesgos 3. EVALUACIÓN DE RIESGOS ACUMULADOS DE LOS DIFERENTES CONTAMINANTES PRESENTES EN RESIDUOS COMPLEJOS 4. IMPLEMENTACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN, SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS Y CONTROL DE ACCIDENTES

25 2. EVALUACIÓN DEL RIESGO POTENCIAL DE CONTAMINANTES PRIORITARIOS PRESENTES EN RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS RSU: MODELIZACIÓN ADAPTACIÓN MODELOS EXPOSICIÓN EUROPEOS PRIORIZACIÓN

26 2. EVALUACIÓN DEL RIESGO POTENCIAL DE CONTAMINANTES PRIORITARIOS PRESENTES EN RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS Modelo de exposición página en Excel *variaciones temporales (niveles de exposición) * adaptabilidad al grado de complejidad * variabilidad * incertidumbre asociadas a parámetros experimentales Inputs (en amarillo) Outputs: (en azul)

27 1. IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS 2. EVALUACIÓN DEL RIESGO POTENCIAL DE CONTAMINANTES PRIORITARIOS PRESENTES EN RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS 3. EVALUACIÓN DE RIESGOS ACUMULADOS DE LOS DIFERENTES CONTAMINANTES PRESENTES EN RESIDUOS COMPLEJOS 3.1.Escenarios de exposición conjunta y sucesiva 3.2.Estimación de efectos sinérgicos 3.3.Caracterización de riesgos ambientales 3.4.Validación de las metodologías desarrolladas 4. IMPLEMENTACIÓN DE HERRAMIENTAS DE GESTIÓN, SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS Y CONTROL DE ACCIDENTES

28 3.4 Validación de las metodologías desarrolladas Estudio sobre medio acuático Subcuencas del Jarama y Lozoya para el estudio de las comunidades de peces, la calidad del agua, el hábitat fluvial, la vegetación de ribera y los usos e impactos existentes. Estudio sobre medio terrestre Estudio de las poblaciones madrileñas de cigüeña blanca (Ciconia ciconia) localizadas en cuatro áreas con un gradiente de contaminación

29 3.4 Validación de las metodologías desarrolladas Estudio sobre medio acuático Determinación de COPs en organismos acuáticos Gobio gobio I II III IV V Cyprinus carpio Ameiurus melas Esox lucius Lepomis gibbosus Procambarus clarkii

30 3.4 Validación de las metodologías desarrolladas Estudio sobre medio terrestre 1. Zona Norte: Valle del Lozoya 2. Zona Central: Embalse de Santillana 3. Zona Este: Alcalá de Henares 4. Zona Sureste: Rivas Vaciamadrid

31 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!