DIAGNOSTICO DE LA GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS EN EL LABORATORIO DE SERVICIOS A LA INDUSTRIA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA DE LA UADY.

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1 DIAGNOSTICO DE LA GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS EN EL LABORATORIO DE SERVICIOS A LA INDUSTRIA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA DE LA UADY. ING. Diana Cabañas Vargas Q.I. Victor Alcocer Vidal Facultad de Ingeniería Química de la UADY Avenida Juárez No. 421, Ciudad Industrial. Mérida, Yuc. Tel.(99) / / Fax RESUMEN El presente estudio se realizó con el objeto de determinar las características y cantidades de los residuos que se generan el Laboratorio de Sevicios a la Industria de la FIQ-UADY, y en su caso proponer medidas de mitigación de la contaminación y para el cumplimiento de la Normatividad Ambiental Mexicana. Se analizaron las bitácoras de actividades del laboratorio y la metodología descrita para cada uno de los análisis y se encontró que se generan una cierta variedad de residuos peligrosos como ácido clorhídrio, sulfúrico; alcohol isopropílico, hidróxido de amonio y de sodio, tolueno, sulfatos de cobre, plata y mercurio. Se caracterizaron las aguas residuales del laboratorio, determinándose el volumen generado ( lt/d), el ph (5.5-7) y el contenido de algunos metales pesados, resultando los mas significativos el Hg, Cr y Co. Finalmente se proponen una serie de recomendaciones para el manejo y disposición final de los residuos. INTRODUCCION Los laboratorios, por lo general, están asociados con el uso y posterior desecho de sustancias químicas, pero no se asegura que éstas sean almacenadas, manejadas y dispuestas en forma conveniente. Es común que las descargas de los laboratorios sean vertidas a los sistemas de derenaje o al suelo sin tratamiento alguno y sin conocer con exactitud el tipo y cantidad de productos químicos que se desechan en ellas. (1) Como consecuencia de ésto, las aguas residuales generadas por los laboratorios de pruebas suelen ser muy variadas y complejas, encontrándose en ellas altas concentraciones de materia orgánica lo mismo 1

2 que metales, venenos, cáusticos, oxidantes y solventes, lo que las convierte en posibles fuentes de residuos peligrosos. (2). Ante la inminente contaminación que provocan al ser descargadas al manto freático en forma directa, las aguas residuales provenientes de este tipo de laboratorios deben ser tratadas de una forma específica y adecuada para disponerlas en pozos de absorción ó reemplearlas sin que causen efectos nocivos. (3). En la Facultad de Ingeniería Química, ya desde algún tiempo atrás existía la inquietud de establecer procedimientos para el adecuado manejo y disposición final tanto de las aguas residuales como de los residuos peligrosos, adicionalmente a esto la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente ha establecido en el estado programas que tienen como objetivo el detectar a los generadores de residuos peligrosos y verificar el cumplimiento de la normatividad al respecto del manejo y disposición final de los mismos. Es por esto que se dió inicio al presente estudio y se pretende que sirva como base para otros en sitios similares. SITUACION ACTUAL El Laboratorio de Servicios efectúa: Análisis fisicoquímicos y microbiológicos de acuerdo con la demanda del mercado. Para tal fin se desarrollan diferentes técnicas involucrando cada una de ellas una amplia diversidad de materiales y reactivos químicos. El procesamiento de las muestras incluye el acondicionamiento del material a emplear, la preparación de los reactivos, el pretratamiento del producto, la determinación del parámetro requerido, el desecho del producto y la limpieza del material empleado. El lugar de disposición de las aguas involucradas en los análisis después de ser utilizadas es una fosa de infiltración al acuífero. (4)Las descargas de estas aguas residuales, sin tratamiento previo, pueden originar serios problemas ambientales al manto acuífero, ya que en la península de Yucatán existe una alta permeabilidad del suelo y estrecha distancia entre ambos, situación que lo torna especialmente vulnerable. METODOLOGIA Primeramente se revisó y analizó la bitácora de actividades del laboratorio con la finalidad de obtener el listado de los análisis efectuados, las frecuencias y las técnicas utilizadas en el desarrollo de cada uno de los análisis; también se obtuvieron las cantidades de sustancias peligrosas que se utilizan (Bitácora de enero de 1996 a marzo de 1997). Para complementar la información obtenida en las bitácoras se analizaron las técnicas empleadas en el desarrollo de los análisis. Cabe mencionar que las técnicas para cada uno de los análisis son las establecidas por las Normatividad Oficial Mexicanas (NOM). De este análisis se determinó en forma teórica la cantidad de material peligroso utilizado y desechado en el laboratorio. 2

3 Para clasificar las sustancias y residuos como peligrosos se tomaron como base los listados establecidos en las normas NOM-052-ECOL-93 y NOM-054-ECOL93 Posteriormente se procedió a la caracterización de las aguas residuales generadas. La caracterización incluyó: volumen descargado, ph, T, Grasas y Aceites, Materia Flotante, Sólidos, Nitrógeno, Fósforo, Coliformes Fecales, Cianuro, Mercurio, Cromo, Cobre, Plomo, Zinc, Arsénico, Niquel y Fenoles. Finalmente se proponen algunas opciones para el manejo y disposición final de los residuos tomando como base lo reportado en la bibliografía, la normatividad aplicable y los resultados obtenidos. RESULTADOS De la revisión de la bitácora se obtuvo que los análisis mas solicitados son Coliformes Totales y Fecales, DQO y DBO, Proteína Cruda y Mesófilos Aerobios (Tabla 1). Tabla 1. Frecuencia de análisis ANÁLISIS FRECUENCIA MENSUAL (PROMEDIO) Coliformes Totales Demanda Química de Oxígeno Proteína cruda 24 Mesófilos Aerobios 23 Demanda Bioquímica de Oxígeno 22 Coliformes Fecales 20 Sustancias Activas al Azul de Metileno 16 Sulfatos 10 Alcalinidad Total 9 Cloruros 9 Salmonella 9 Dureza Total 8 Fibra Cruda 8 Calcio 7 Hongos 7 Fósforo 7 Levaduras 6 S. aureus 6 Nitrógeno Amoniacal 5 E. coli 5 De acuerdo con los análisis mas solicitados y las técnicas utilizadas, se concluye que los residuos descargados están constituidos principalmente por: Materia orgánica proveniente de las muestras y reactivos como medios de cultivo para microbiología, metales (Cr, Mn, Ag, Ba, Hg, Mg, Cu, Fe), ácidos, álcalis y sustancias oxidantes. 3

4 Se calculó el promedio mensual de los reactivos utilizados y de estos la parte que se desecha en los análisis efectuados en el Laboratorio de Servicios y con base a las normas NOM-052-ECOL-1993 y NOM-054-ECOL-1993 se clasificaron (Tabla 2) El flujo promedio de la descarga es de ml/s, aportando un gasto mensual de 64, L. Es importante aclarar que el volumen de descarga resulta ser muy variable, entre 7002 y 861 l/día. La concentración de cada uno de los contaminantes se presenta a en la tabla 3, pero es necesario aclarar que aunque el promedio del ph es de 6.66, durante el monitoreo se presentaron algunos picos aislados de ph= 2. En la tabla 3 se observa que la mayoría de los parámetros se encuentran dentro de las especificaciones correspondientes y los que exceden los límites permisibles son: grasas y aceites, DBO 5, fósforo total, Coliformes fecales y mercurio. Se puede decir que aunque no excede los límites máximos permisibles, el cromo también se presenta en concentraciones considerables. Los solventes empleados en el laboratorio para extracciones se recuperan y almacenan en el mismo. Tabla 2.Reactivos que se desechan GRUPO SUSTANCIAS CANTIDADES Ácido bórico g Ácido clorhídrico ml Ácido fosfórico 3.51 g (1) Ácidos minerales no oxidantes (2) Ácidos minerales oxidantes Ácido nítrico Ácido perclórico Ácido sulfúrico (3) Ácidos orgánicos Ácido acético Ácido sulfanílico (4) Alcoholes y glicoles Alcohol amílico Alcohol etílico Alcohol isopropílico Glicerina (7) Aminas, alinfáticas y Ortotoluidina aromáticas (10) Cáusticos Hidróxido de amonio Hidróxido de sodio Hidróxido de potasio ml ml ml ml 0.50 g 3.85 ml ml ml 7.77 ml 0.12 g ml g 2.37 g (11) Cianuros Ferricianuro de potasio 0.16 g (16) Hidrocarburos Tolueno ml aromáticos (17) Organo-halogenados Cloroformo 4.95 ml ( ) Grupos establecidos en la clasificació de las NOM-052 y 054 -ECOL- 4

5 GRUPO SUSTANCIAS CANTIDADES (24) Metales y compuestos de metales tóxicos Nitrato de plata Sulfato de plata Arsenito de sodio Cloruro de bario Cromato de potasio Dicromato de potasio Sulfato de cobre Cloruro de mercurio Óxido de mercurio Sulfato de mercurio Permanganato de potasio Sulfato manganoso Acetato de plomo Caldo de selenito cistina Acetato de zinc Cloruro de zinc 1.23 g g 0.30 g 6.54 g 1.23 g g g 5.81 g 0.27 g g 2.80 g g 9.32 g 2.91 g 0.07 g g (25) Nitruros Azida de sodio 2.23 g (31) Fenoles, cresoles Fenol Alfanafto 0.67 g 0.39 g (102) Explosivos Nitrato de potasio 0.50 g (104) Agentes oxidantes fuertes Azida de sodio (ver grupo 25) Persulfato de amónio Nitrito de sodio Permanganato de potasio (ver grupo 24) Nitrato de plata (ver grupo 24) Dicromato de potasio (ver grupo 24) Tabla 3. Caracterización de la descarga g 0.50 g CONTAMINANTE RESULTADO (PROMEDIO MENSUAL) Grasas y aceites (mg/l) SST (mg/l) DBO (mg/l) Nitrógeno Total (mg/l N) Fósforo Total (mg/l P) C. Fecales (NMP/100 ml) ph (unidades) Arsénico (mg/l) N.D 0.10 Cianuros (mg/l) N.D 1.00 Cobre (mg/l) Cromo (mg/l) Mercurio (µg/l) Níquel (mg/l) N.D 2.00 Plomo (mg/l) N.D 0.20 Zinc (mg/l) Temperatura (ºC) Sólidos sedimentables (ml/l) DQO (mg/l) N.A LIMITES MÁXIMO PERMITIDOS Fenoles (µg/l) 0.02 N.A N.D.= No detectable. N.A.= No aplica. 5

6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. La descarga mensual del Laboratorio de Servicios a la Industria es de 64, litros, aunque es necesario aclarar que el gasto de la descarga presenta variaciones que van de 861 a l/día. Como se esperaba, presenta una elevada concentración de materia orgánica, demostrada por una alta DBO 5, un contenido de grasas y fósforo total que excede el máximo permitido. En lo concerniente a los metales el cromo, el cobre y el mercurio son los que se presentan en concentraciones considerables, aunque solo el último es más elevado que lo permitido por la norma correspondiente. Aunque el nivel de ph no excede los límites permitidos, durante el monitoreo presentó algunos picos de 2. El resultado de los análisis microbiológicos indica que existe un presencia considerable de agentes patógenos (coliformes fecales), los cuales exceden ligeramente el límite permisible. De acuerdo con los resultados obtenidos se observa que los gastos de reactivos no se reflejan en su totalidad en la cuantificación de sus componentes en la descarga, debido probablemente a la evaporación o acomplejamiento de los mismos, otro motivo puede ser la disposición directa al suelo de dichos residuos. Es conveniente realizar estudios para evaluar la disminución de los contaminantes desde el origen antes de proceder a un tratamiento convencional, tomando en cuenta que no todos los parámetros exceden en forma considerable la normatividad existente y el reducido espacio de operación disponible para el tratamiento de las descargas. Se propone que la materia orgánica sea tratada mediante alguna de las variaciones de lodos activados o por métodos enzimáticos. Para la eliminación de los metales pesados se sugiere la precipitación química. Para las grasas y aceites se propone la instalación de una trampa de grasas y finalmente se sugiere una cloración para eliminar el exceso de microorganismos patógenos. 6

7 Se sugiere efectuar pruebas de tratabilidad para evaluar la disminución de cada uno de los parámetros con los diferentes métodos alternativos, definiendo el o los métodos más adecuados tomando en cuenta costos, espacios y eficiencias. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 1.- Vázquez T., Castillo R., J.A., Uc E., Mirna.(1995.)Caracterización de las aguas residuales de los laboratorios de la Facultad de Ciencias Químico Biológicas de la Universidad Autónoma de Campeche. Facultad de Ciencias Químico Biológicas. UAC. 2.- Hess, K.(1993.)Enviromental Site Assessment. Phase Y: A Basic Guide. LEWIS PUBLISHER. USA Carson, P.A., Mumford, C.J.(1995.)The Safe Handling of Chemicals in Industry. Vol. 2. LONGMAN SCIENTIFIC AND TECHNICAL.England. pp Título de Concesión o Asignación para Uso o Aprovechamiento de Aguas Nacionales y Bienes Públicos Inherentes Nº 6YUC100851/32EMGE96. COMISION NACIONAL DEL AGUA. Otorgado a la FIQ de la UADY. 7