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Suelos y residuos

tratamiento de residuos industriales

La neutralización y control de los residuos industriales aplica tecnologías convencionales de vertido, incineración y reutilización cuando la naturaleza de los mismos lo permite.

Son los residuos tóxicos y peligrosos los que plantean problemas específicos que exigen tecnología, ingenio y decisión para ser controlados.

En la sección Temas de AMBIENTUM están desarrollados una serie de artículos que ilustran sobre estos problemas y las soluciones a los principales contaminantes industriales que pueden causar la muerte de los animales y de las plantas porque intervienen en sus funciones fisiológicas normales. Las sustancias tóxicas pueden ser divididas en varias clases, entre las cuales son las más destacadas los ácidos, los metales pesados y las sustancias orgánicas. Las toxinas no son nuevas. Las plantas han desarrollado defensas químicas que causan la muerte o enferman a los herbívoros y muchos animales utilizan toxinas para matar a sus presas. Sin embargo, la tecnología humana ha producido un conjunto asombroso de sustancias químicas artificiales con efectos adversos sobre la vida. Muchas de estas sustancias son producidas específicamente por sus efectos tóxicos, entre ellas distintos insecticidas, rodenticidas y herbicidas.

Los ácidos son sustancias muy reactivas que producen hidrogeniones y que pueden ser extremadamente tóxicas en altas concentraciones. Los ácidos afectan en forma directa a los organismos al interferir en sus funciones fisiológicas y en forma indirecta a través de su influencia sobre la disponibilidad y la regeneración de nutrientes. En particular, la acidez elevada reduce la solubilidad del fósforo en los suelos y las aguas, lo que tiende a reducir la productividad.

Todos los ambientes contienen ácidos naturales que son producidos cuando se disuelve el dióxido de carbono en agua para formar ácido carbónico y cuando el metabolismo bacteriano forma ácidos orgánicos. Las fuentes antropogenias de ácidos incluyen dos tipos principales. El primero aparece en las minas de carbón donde los compuestos de azufre reducido asociados con el carbón quedan expuestos al oxígeno atmosférico. Las bacterias del azufre oxidan formas de azufre puro y el tilo de azufre a sulfatos, los que luego pueden ser convertidos en ácido sulfúrico en los arroyos que drenan las minas, de ahí el término drenaje de minas ácidas. En algunos lugares el agua se vuelve tan ácida como para esterilizar el ambiente acuático.

Un problema más difundido es la lluvia ácida. El carbón y el petróleo no son hidrocarburos puros sino que también contienen compuestos de azufre y de nitrógeno. Después de todo estos combustibles fósiles son los restos de plantas y animales que, cuando estaban vivos, contenían nitrógeno y azufre en las proteínas y otras moléculas orgánicas. La combustión de carbón y petróleo, además de producir dióxido de carbono y vapor de agua, vuelca óxidos nitrosos y dióxido de azufre en la atmósfera. Cuando estos gases se disuelvan en las gotas de lluvia, son convertidos en ácido y producen la lluvia ácida. El pH de la lluvia natural es de alrededor de seis debido al ácido carbónico de generación natural. En áreas altamente industrializadas el pH de la lluvia puede caer hasta entre 3 y 4, que es 100 a 1.000 veces la acidez de la lluvia natural.

Los metales pesados son otros elementos cuya presencia es habitual en algunos residuos industriales. Incluso en bajas concentraciones, el mercurio, el arsénico, el plomo, el cobre, el níquel, el cinc y otros metales pesados son tóxicos para casi todas las formas de vida. Estos metales son introducidos en el ambiente de distintas maneras, principalmente como residuos de minería y de fundición de minerales, como productos de desecho de los procesos de fabricación , como funguicidas y a través de la combustión de combustible con plomo. Los efectos de los metales pesados son diversos e incluyen la interferencia sobre la función neurológica en los vertebrados. Los estudios ecológicos realizados han demostrado el movimiento y la concentración de los metales pesados a lo largo de las cadenas alimentarias y la persistencia y la transformación de estos elementos en los ecosistemas.

Los compuestos orgánicos tóxicos son otra familia de productos que se encuentran en algunos residuos industriales y también están difundidos en la naturaleza como defensas químicas contra los herbívoros y como subproductos metabólicos de distintos microorganismos, como la bacteria que produce el botulismo y los dinoflagelados que producen mareas rojas tóxicas. Aunque los pesticidas agrícolas incluyen algunos compuestos naturales, como nicotina y piretrinas, casi todos son mezclas mucho más mortales producidas en el laboratorio, a las cuales las plagas no han tenido ninguna exposición previa ni la menor oportunidad de desarrollar resistencia. Entre estos últimos se encuentran los organomercuriales, los hidrocarburos clorados, los compuestos organofosforados, los insecticidas carbamatos y los herbicidas triazínicos. Aunque estos compuestos actúan en el manejo de la agricultura y de las plagas, muchos se acumulan en otras partes del ecosistema donde afectan en forma adversa la producción de las plantas y a las poblaciones de vida silvestre.

Otro tipo de contaminación ambiental tóxica causada por compuestos orgánicos es la resultante de los derrames de petróleo. El petróleo crudo es una compleja mezcla de hidrocarburos, con concentraciones de nitrógeno de hasta el 1 % y de azufre de hasta el 5 %. La contaminación con petróleo ocurre en origen en áreas de producción de petróleo, rara vez como resultado de rupturas en los casi 100.000 km de oleoductos que existen en el mundo y generalmente en el océano por perforaciones submarinas y el naufragio de buques petroleros.

En el sistema marino los hidrocarburos son producidos naturalmente por algas a una tasa de 20-30 millones (20-30 x 106 ) de toneladas métricas por año. Estos hidrocarburos no derivados del petróleo se encuentran ampliamente dispersos y no implican contaminación , en el sentido de que son productos naturales en baja concentración. La contaminación de los océanos por los hidrocarburos procedentes de filtraciones naturales de petróleo llega a alrededor de 0,2-0,6 x 106 t por año; los diversos tipos de derrames antropógenos de petróleo vuelcan 3-6 x 106 t en el ambiente cada año, o sea, 0,1-0,2 % de la producción global de petróleo. Este total es pequeño pero sus efectos locales pueden ser devastadores. El petróleo causa la muerte de los organismos al recubrir sus superficies y, como los hidrocarburos son solventes orgánicos, al bloquear las membranas biológicas. Con el tiempo las capas de petróleo se dispersan por la evaporación de las fracciones más livianas, la emulsión de otras fracciones en el agua y la meteorización y degradación microbiana del resto. Aun así ciertos tipos de ecosistemas sensibles, como los arrecifes de coral, pueden tardar décadas en recuperarse totalmente.

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