Remediación de suelos contaminados por sustancias peligrosas debido a operaciones de dragado

Transcripción

1 Remediación de suelos contaminados por sustancias peligrosas debido a operaciones de dragado DANIEL CORIA (UCEL) Abril 2017

2 Dragado Remoción, succión, transporte y descarga del material del fondo de áreas acuáticas mediante una draga. En un ambiente acuático, el dragado es la disgregación y extracción de suelo de un lugar, su elevación, transporte y deposición en otro lugar respetando en todo el proceso las limitaciones ambientales.

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4 Limitaciones ambientales del dragado Las limitaciones ambientales están dadas por las condiciones de los materiales a dragar y por las características del medio acuático. Se deben extremar las precauciones para no producir impactos ambientales negativos.

5 Posibles impactos ambientales negativos del dragado y de la descarga de sedimentos de dragado Impactos sobre la calidad del agua, turbidez, suspensión, movilización y distribución de sedimentos contaminados, impactos sobre peces, flora y otros organismos, cambios en la dinámica litoral, cambios físicos del fondo acuático, destrucción de hábitats,

6 Posibles impactos ambientales negativos del dragado y de la descarga de sedimentos de dragado cobertura y/o remoción de los organismos vivos presentes en la zona de dragado y de descarga del sedimento dragado, aumento de nutrientes (nitrógeno y fósforo), presencia de metales pesados y pesticidas, modificación de los niveles de salinidad, cambios en la demanda de oxígeno, disminución del oxígeno disuelto.

7 Sedimentos de dragado Los sedimentos dragados se utilizan para relleno de suelos. El dragado de sedimentos no contaminados, en general, no produce impactos ambientales negativos significativos. Si, en cambio, los sedimentos están contaminados, la contaminación lixiviará hacia el suelo donde se depositan, en el caso de que no se tomen las medidas de protección necesarias.

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9 Fuentes de contaminación de los sedimentos portuarios Vertidos industriales Vertidos de aguas residuales urbanas y de los servicios del puerto Escorrentías de la zona portuaria y alrededores Operaciones portuarias (carga y descarga) Aportes atmosféricos Accidentes e incidentes durante la navegación Aportes fluviales

10 Dragado y descarga de los sedimentos contaminados Sin embargo, el dragado y la descarga de los sedimentos de dragado, si éstos están contaminados, producen impactos negativos en el ambiente de las áreas dragadas y las zonas de descarga del material dragado, así como en áreas cercanas, dado que se alteran las condiciones físicas, químicas y biológicas de los ecosistemas.

11 Dragado de sedimentos contaminados El primer paso es analizar los sedimentos de dragado para conocer si están contaminados. En caso afirmativo, hay que investigar los riesgos de los sedimentos contaminados para el ambiente.

12 Dragado de sedimentos contaminados En general, pueden distinguirse tres tipos de riesgo ambiental: el riesgo de que los contaminantes se esparzan en aguas superficiales el riesgo de que los contaminantes se esparzan en aguas subterráneas el riesgo de que los contaminantes se introduzcan en el ecosistema y se dispersen en un área mayor A veces se encuentra uno solo de estos riesgos, a veces dos y otras incluso los tres. En este último caso, resulta imprescindible diseñar una operación de remediación para eliminar los sedimentos contaminados.

13 Contaminantes más usuales en los sedimentos de dragado Los sedimentos de dragado son receptores de sustancias tóxicas, fundamentalmente metales pesados, nutrientes como fósforo y nitrógeno, hidrocarburos halogenados, hidrocarburos aromáticos policíclicos y aceites y grasas.

14 Contaminantes más usuales en los sedimentos de dragado PCBs Dioxinas y furanos Metales pesados (cadmio, cobre y mercurio, entre otros) Hidrocarburos Totales de Petróleo Contaminantes orgánicos persistentes Radionucleidos Efluentes industriales Compuestos metálicos (metil-mercurio, compuestos de arsénico, compuestos de selenio) Octilfenoles, nonilfenoles, y otros etoxilatos Clorofenoles DDT y sus isómeros, lindano, clorofenoles Difenil Eter Polibromados

15 Contaminantes más usuales en los sedimentos de dragado Los sedimentos de dragado son portadores de contaminantes, y son, a la vez, material generador de suelo. De allí que éste se contamine y sea tóxico para plantas, animales y seres humanos.

16 Destino de los sedimentos dragados Los sedimentos dragados pueden ser descargados en agua o en tierra, en áreas confinadas o sin confinamiento. Para evaluar cuál de estos destinos es el más adecuado, es imprescindible hacer análisis de laboratorio en el momento de extracción de los sedimentos de dragado, para conocer si éstos están contaminados.

17 Análisis de sedimentos Se consideran contaminados los sedimentos de dragado cuyos valores analíticos superan los establecidos en la Nueva Lista Holandesa del año Si los sedimentos de dragado están contaminados, se recomienda su disposición final en sitios considerados seguros.

18 Valores NLH 2000 para suelos Ref.: VI: valores indicativos; VE: valores de evaluación; VS: valores de saneamiento Contaminante VI VE VS Cromo Mercurio 0, Plomo Cianuro Fenoles 0, PCB 0, Aceites Pesticidas clorados 0, Pesticidas no clorados0,1 2 20

19 Destino de los sedimentos dragados contaminados En las descargas en tierra en áreas no confinadas los principales impactos ambientales son: ahogamiento y/o cobertura de la flora y los organismos vivos presentes en la zona de descarga, contaminación de los suelos por percolación de contaminantes presentes en el material de dragado, contaminación de los cursos de agua, contaminación del agua subterránea.

20 Destino de los sedimentos dragados contaminados La descarga en agua es mucho más barata pero también mucho más riesgosa para el ambiente. Los principales impactos ambientales asociados a esta descarga, en áreas confinadas o no, son: incremento de la turbidez, suspensión y distribución de contaminantes, disminución del oxígeno disuelto, ahogamiento y/o cobertura de los organismos vivos presentes en la zona de descarga.

21 Contaminación de agua por deposición de sedimentos contaminados en el agua

22 Destino de los sedimentos dragados contaminados La descarga en tierra en área confinada e impermeabilizada (para evitar la lixiviación de posibles contaminantes) es el método más seguro para minimizar los impactos ambientales negativos

23 Test TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure) Este test está diseñado para determinar la característica de toxicidad por lixiviación de los sedimentos, sean líquidos, sólidos o una mezcla de estas fases, a partir de un análisis practicado a una muestra de lixiviado obtenida en condiciones estándar. El procedimiento consiste en determinar la movilidad de determinados constituyentes tóxicos, sean orgánicos o inorgánicos.

24 Equipo para TCLP

25 Tratamiento de los sedimentos contaminados Dada la factibilidad de lixiviación de contaminantes presentes en los sedimentos de dragado, se propone el confinamiento de éstos con metodología de macroencapsulado. Se propone, por su efectividad y bajo costo, la utilización de cemento como material de estabilización/solidificación.

26 Estabilización / Solidificación - Los contaminantes son físicamente encerrados o confinados dentro de una masa estabilizada (solidificación), o se inducen reacciones químicas entre un agente estabilizante y los contaminantes para reducir su movilidad (estabilización). - ventajas: tratamiento de compuestos inorgánicos (incluyendo los radionucleidos) - desventajas: presencia en el suelo de sustancias transformables por oxidación en formas más tóxicas y/o movibles, aumento del volumen, efectividad limitada contra compuestos orgánicos volátiles con azufre y pesticidas y ninguna contra compuestos orgánicos volátiles

27 Estabilización / Solidificación La metodología Estabilización / Solidificación consiste en mezclar los sedimentos contaminados con cemento con el objeto de incluir a la fase contaminante dentro de una matriz sólida. De esta manera se elimina cualquier posible exceso de líquido y se reduce el riesgo de que los contaminantes lixivien. Con este método se busca que, mediante la adición de cemento, se forme un sólido monolítico con el contaminante atrapado o formando parte de la matriz sólida.

28 Estabilización / Solidificación La técnica se utiliza para la remediación y transformación de líquidos y residuos semivolátiles a una forma más segura y compatible con el ambiente. Mediante la transformación del material contaminado en un bloque sólido se reduce el área superficial (superficie por unidad de masa), o superficie de exposición, disminuyendo así la interacción con el medio que lo rodea. De esta manera se evita el contacto del contaminante con el ambiente ya que el mismo se encuentra macroencapsulado en el bloque sólido.

29 Estabilización / Solidificación Deben confeccionarse probetas con distintas alternativas de mezclas suelo-cemento (con agregado o no de bentonita) para la estabilización del suelo contaminado. Se ensayan en laboratorio a la compresión simple y a la conductividad hidráulica a distintos tiempos. Se toman muestras del permeado de las probetas para la determinación de lixiviado de las mismas y se analizan en laboratorio.

30 Estabilización / Solidificación Los criterios básicos para el diseño de la estabilización son: - Determinar la relación óptima de mezcla o diseño de la mezcla suelo-cemento. - Determinar el tiempo de curado. - Tener en cuenta la posibilidad de un aumento del volumen del producto solidificado. El tiempo de curado es el factor de mayor importancia debido a que se utiliza el criterio de resistencia como parámetro de control de la solidificación, y por ende de la estabilización del suelo contaminado.

31 Estabilización / Solidificación En una remediación por macroencapsulado de un suelo contaminado con hidrocarburos en Alejo Ledesma, prov. de Córdoba, se comprobó que: la relación óptima cemento-suelo para la menor lixiviación corresponde a 10%p/p, el tiempo de curado óptimo fue de 28 días, usando acelerador de fraguado.

32 Estabilización / Solidificación Para la estabilización del suelo contaminado deben ensayarse en laboratorio mezclas de suelo-cemento. Para establecer la dosificación adecuada que permita obtener la mezcla de menor costo de ejecución, pueden adoptarse los siguientes criterios: Para la materialización de la estabilización / solidificación del suelo contaminado: resistencia a la compresión simple a los 28 días, RCS 28 > 2,0 kg/cm 2 ; conductividad hidráulica, k inferior a x10-5 cm/s.

33 Estabilización / Solidificación Este método presenta medidas adicionales de seguridad ambiental, ya que antes de colocar los sedimentos contaminados ya mezclados con el cemento, debe colocarse una geomembrana que actúa como protección para evitar que el lixiviado llegue al suelo.

34 Estabilización / Solidificación Esta metodología permite el tratamiento de los sedimentos de dragado al aislar los contaminantes e impedir su lixiviación. La geomembrana también contribuye a este fin. De esta manera, no se produce contaminación del suelo por debajo de la geomembrana. Los contaminantes orgánicos macroencapsulados se irán biodegradando con el paso del tiempo, como se ha comprobado.

35 Monitoreo posterior al tratamiento de los sedimentos contaminados Después del tratamiento debe realizarse un monitoreo tomando muestras del suelo que está por debajo de la membrana hasta una profundidad de 1 m, y se determinan variables físicas, químicas y biológicas, en particular metales pesados, compuestos orgánicos volátiles y compuestos orgánicos polinucleares. El momento del monitoreo posterior al tratamiento está establecido por las Autoridades de Aplicación. Normalmente es un año. Los ensayos deben presentar valores por debajo de los establecidos en la Nueva Lista Holandesa del año 2000.

36 Monitoreo posterior al tratamiento de los sedimentos contaminados El monitoreo también puede hacerse por métodos no invasivos, como GEM (Método Geoeléctrico)

37 Método Geoeléctrico (GEM) Mediante este método, que no requiere la instalación de pozos de muestreo, se busca obtener una imagen de la corteza en términos de las variaciones de resistividad eléctrica de la tierra tanto laterales como en profundidad. Para esto se emplea una fuente artificial de corriente continua, la cual se inyecta en la tierra a través de un par de electrodos. Se realizan mediciones de diferencia de potencial entre otro par de electrodos y con las mediciones de la corriente se determina la resistividad del suelo. La profundidad de penetración depende de la geometría del dispositivo experimental, la distancia entre los electrodos y también de la potencia de la fuente que provee la corriente.

38 Muchas gracias