La contaminación del suelo o la contaminación del suelo como parte de la degradación del suelo es causada por la presencia de productos químicos xenobióticos (hechos por el hombre) u otra alteración en el entorno natural del suelo. Generalmente es causada por la actividad industrial, los productos químicos agrícolas o la eliminación inadecuada de los desechos . Los productos químicos más comunes involucrados son hidrocarburos de petróleo , hidrocarburos aromáticos polinucleares (como naftaleno y benzo (a) pireno ), solventes , pesticidas, plomo y otros metales pesados . La contaminación está correlacionada con el grado de industrialización.e intensidad de la sustancia química. La preocupación por la contaminación del suelo proviene principalmente de los riesgos para la salud, del contacto directo con el suelo contaminado, los vapores de los contaminantes o la contaminación secundaria de los suministros de agua dentro y debajo del suelo. [1] El mapeo de sitios de suelo contaminados y las limpiezas resultantes son tareas costosas y que requieren mucho tiempo, que requieren grandes cantidades de geología , hidrología , química , habilidades de modelado por computadora y SIG en contaminación ambiental , así como una apreciación de la historia de la química industrial . [2]
En América del Norte y Europa occidental, la extensión de la tierra contaminada es mejor conocida, y muchos de los países en estas áreas tienen un marco legal para identificar y tratar este problema ambiental. Los países en desarrollo tienden a estar menos estrictamente regulados a pesar de que algunos de ellos han experimentado una industrialización significativa .
Causas [ editar ]
Los productos químicos más comunes involucrados son los hidrocarburos de petróleo , solventes , pesticidas, plomo y otros metales pesados .
Cualquier actividad que conduzca a otras formas de degradación del suelo ( erosión , compactación , etc.) puede empeorar indirectamente los efectos de la contaminación, ya que la remediación del suelo se vuelve más tediosa.
La deposición histórica de cenizas de carbón utilizadas para calefacción residencial, comercial e industrial, así como para procesos industriales como la fundición de minerales , fueron una fuente común de contaminación en áreas industrializadas antes de 1960. El carbón concentra naturalmente el plomo y el zinc durante su formación. , así como otros metales pesados en menor grado. Cuando se quema el carbón, la mayoría de estos metales se concentran en las cenizas (la principal excepción es el mercurio). Las cenizas y escorias de carbón pueden contener suficiente plomo para calificar como un " desecho peligroso característico ", definido en los Estados Unidos como que contiene más de 5 mg / l de plomo extraíble utilizando el TCLPprocedimiento. Además del plomo, la ceniza de carbón típicamente contiene concentraciones variables pero significativas de hidrocarburos aromáticos polinucleares (HAP; por ejemplo, benzo (a) antraceno, benzo (b) fluoranteno, benzo (k) fluoranteno, benzo (a) pireno, indeno (cd) pireno, fenantreno, antraceno y otros). Estos HAP son carcinógenos humanos conocidos y sus concentraciones aceptables en el suelo son típicamente de alrededor de 1 mg / kg. Las cenizas y escorias de carbón pueden reconocerse por la presencia de granos blanquecinos en el suelo, suelos heterogéneos grises o (escorias de carbón) granos burbujeantes, del tamaño de una piedra vesicular.
Los lodos de depuradora tratados , conocidos en la industria como biosólidos , se han vuelto controvertidos como " fertilizantes ". Como es el subproducto del tratamiento de aguas residuales, generalmente contiene más contaminantes como organismos, pesticidas y metales pesados que otros suelos. [3]
En la Unión Europea, la Directiva de tratamiento de aguas residuales urbanas permite que los lodos de depuración se pulvericen sobre la tierra. Se espera que el volumen se duplique a 185,000 toneladas de sólidos secos en 2005. Esto tiene buenas propiedades agrícolas debido al alto contenido de nitrógeno y fosfato . En 1990/1991, se roció 13% de peso húmedo sobre 0.13% de la tierra; sin embargo, se espera que esto aumente 15 veces para el 2005. [ necesita actualización ] Defensores [ ¿quién? ] dicen que es necesario controlar esto para que los microorganismos patógenos no entren en los cursos de agua y para garantizar que no haya acumulación de metales pesados en el suelo superior.[4]
Pesticidas y herbicidas [ editar ]
Un pesticida es una sustancia utilizada para matar una plaga. Un pesticida puede ser una sustancia química, un agente biológico (como un virus o una bacteria), un antimicrobiano, un desinfectante o un dispositivo utilizado contra cualquier plaga. Las plagas incluyen insectos, fitopatógenos, malezas, moluscos, aves, mamíferos, peces, nematodos (gusanos redondos) y microbios que compiten con los humanos por alimentos, destruyen propiedades, se propagan o son vectores de enfermedades o causan molestias. Aunque existen beneficios para el uso de pesticidas, también hay inconvenientes, como toxicidad potencial para los humanos y otros organismos. [ cita requerida ]
Los herbicidas se usan para matar malezas, especialmente en pavimentos y ferrocarriles. Son similares a las auxinas y la mayoría son biodegradables por las bacterias del suelo. Sin embargo, un grupo derivado del trinitrotolueno (2: 4 D y 2: 4: 5 T) tiene la impureza dioxina, que es muy tóxica y causa la muerte incluso en bajas concentraciones. Otro herbicida es el paraquat . Es altamente tóxico pero se degrada rápidamente en el suelo debido a la acción de las bacterias y no mata la fauna del suelo. [ cita requerida ]
Los insecticidas se usan para librar a las granjas de plagas que dañan los cultivos. Los insectos dañan no solo los cultivos en pie, sino también los almacenados, y en los trópicos se calcula que un tercio de la producción total se pierde durante el almacenamiento de alimentos. Al igual que con los fungicidas , los primeros insecticidas utilizados en el siglo XIX fueron inorgánicos, por ejemplo, Paris Green y otros compuestos de arsénico . La nicotina también se ha usado desde finales del siglo XVIII. [ cita requerida ]
Ahora hay dos grupos principales de insecticidas sintéticos:
1. Los organoclorados incluyen DDT , Aldrin , Dieldrin y BHC. Son baratos de producir, potentes y persistentes. El DDT se usó en una escala masiva desde la década de 1930, con un pico de 72,000 toneladas usadas en 1970. Luego, el uso disminuyó a medida que se observaron los efectos ambientales dañinos. Se encontró en todo el mundo en peces y pájaros e incluso se descubrió en la nieve en la Antártida . Es solo ligeramente soluble en agua pero es muy soluble en el torrente sanguíneo. Afecta los sistemas nervioso y endocrino y hace que las cáscaras de huevo de las aves carezcan de calcio, lo que hace que sean fácilmente frágiles. Se cree que es responsable de la disminución del número de aves rapaces como águilas pescadoras yhalcones peregrinos en la década de 1950: ahora se están recuperando. [ cita requerida ]Además de aumentar la concentración a través de la cadena alimentaria, se sabe que ingresa a través de membranas permeables, por lo que los peces lo atraviesan por sus branquias. Como tiene baja solubilidad en agua, tiende a permanecer en la superficie del agua, por lo que los organismos que viven allí son los más afectados. El DDT encontrado en los peces que formaban parte de la cadena alimentaria humana causó preocupación, pero los niveles encontrados en el hígado, los riñones y los tejidos cerebrales fueron inferiores a 1 ppm y en la grasa fue de 10 ppm, que estaba por debajo del nivel que podría causar daño. Sin embargo, el DDT fue prohibido en el Reino Unido y los Estados Unidos para detener su acumulación en la cadena alimentaria. Los fabricantes estadounidenses continuaron vendiendo DDT a los países en desarrollo, que no podían pagar los costosos productos químicos de reemplazo y que no tenían regulaciones tan estrictas que rigen el uso de pesticidas. [ cita requerida] .
2. Organofosfatos , por ejemplo, paratión , metilparatión y otros 40 insecticidas están disponibles a nivel nacional. El paratión es altamente tóxico, el metilparatión lo es menos y el malatión generalmente se considera seguro ya que tiene baja toxicidad y se descompone rápidamente en el hígado de los mamíferos. Este grupo funciona evitando la transmisión nerviosa normal ya que se evita que la colinesterasa descomponga la sustancia transmisora acetilcolina, lo que resulta en movimientos musculares incontrolados. [ cita requerida ]
Agentes de guerra [ editar ]
La eliminación de municiones y la falta de cuidado en la fabricación de municiones causadas por la urgencia de la producción pueden contaminar el suelo por períodos prolongados. Hay poca evidencia publicada sobre este tipo de contaminación en gran parte debido a las restricciones impuestas por los gobiernos de muchos países a la publicación de material relacionado con el esfuerzo de guerra. Sin embargo, el gas mostaza almacenado durante la Segunda Guerra Mundial ha contaminado algunos sitios por hasta 50 años [5] y las pruebas de Ántrax como un arma biológica potencial contaminaron toda la isla de Gruinard . [6]
Efectos sobre la salud [ editar ]
El suelo contaminado o contaminado afecta directamente la salud humana a través del contacto directo con el suelo o por inhalación de contaminantes del suelo que se han vaporizado; La infiltración de la contaminación del suelo en los acuíferos subterráneos utilizados para el consumo humano plantea amenazas potencialmente mayores , a veces en áreas aparentemente alejadas de cualquier fuente aparente de contaminación por encima del suelo. Esto tiende a resultar en el desarrollo de enfermedades relacionadas con la contaminación .
Las consecuencias para la salud de la exposición a la contaminación del suelo varían mucho según el tipo de contaminante, la vía de ataque y la vulnerabilidad de la población expuesta. La exposición crónica al cromo , plomo y otros metales, petróleo, solventes y muchas formulaciones de pesticidas y herbicidas pueden ser cancerígenos, pueden causar trastornos congénitos o pueden causar otras condiciones de salud crónicas. Las concentraciones industriales o artificiales de sustancias naturales, como el nitrato y el amoníaco asociados con el estiércol del ganado de las operaciones agrícolas, también se han identificado como riesgos para la salud en el suelo y las aguas subterráneas. [7]
Se sabe que la exposición crónica al benceno a concentraciones suficientes está asociada con una mayor incidencia de leucemia. Se sabe que el mercurio y los ciclodienos inducen una mayor incidencia de daño renal y algunas enfermedades irreversibles. Los PCB y los ciclodienos están relacionados con la toxicidad hepática. Los organofosforados y los carbonatos pueden inducir una cadena de respuestas que conducen al bloqueo neuromuscular.. Muchos solventes clorados inducen cambios hepáticos, cambios renales y depresión del sistema nervioso central. Existe un espectro completo de otros efectos para la salud, como dolor de cabeza, náuseas, fatiga, irritación ocular y erupción cutánea por los productos químicos mencionados anteriormente y otros. A dosis suficientes, un gran número de contaminantes del suelo puede causar la muerte por exposición a través del contacto directo, inhalación o ingestión de contaminantes en el agua subterránea contaminada a través del suelo. [8]
El gobierno escocés ha encargado al Instituto de Medicina del Trabajollevar a cabo una revisión de los métodos para evaluar el riesgo para la salud humana de las tierras contaminadas. El objetivo general del proyecto es elaborar una guía que debería ser útil para las autoridades locales escocesas al evaluar si los sitios representan una posibilidad significativa de daño significativo (SPOSH) para la salud humana. Se prevé que el resultado del proyecto será un documento breve que proporcionará orientación de alto nivel sobre la evaluación de riesgos para la salud con referencia a las orientaciones y metodologías publicadas existentes que se han identificado como particularmente relevantes y útiles.
Efectos del ecosistema [ editar ]
No inesperadamente, los contaminantes del suelo pueden tener consecuencias perjudiciales significativas para los ecosistemas. [9] Hay cambios radicales en la química del suelo que pueden surgir de la presencia de muchos productos químicos peligrosos, incluso a baja concentración de las especies contaminantes. Estos cambios pueden manifestarse en la alteración del metabolismo de microorganismos endémicos y artrópodos residentes en un ambiente de suelo dado. El resultado puede ser la erradicación virtual de parte de la cadena alimentaria primaria, lo que a su vez podría tener consecuencias importantes para las especies de depredadores o consumidores. Incluso si el efecto químico en las formas de vida inferiores es pequeño, los niveles inferiores de la pirámide de la cadena alimentariapuede ingerir productos químicos extraños, que normalmente se vuelven más concentrados para cada peldaño consumidor de la cadena alimentaria. Muchos de estos efectos ahora son bien conocidos, como la concentración de materiales de DDT persistentes para los consumidores de aves, que conducen al debilitamiento de las cáscaras de huevo, el aumento de la mortalidad de pollitos y la posible extinción de especies. [ cita requerida ]
Se producen efectos en tierras agrícolas que tienen ciertos tipos de contaminación del suelo. Los contaminantes típicamente alteran el metabolismo de la planta, a menudo causando una reducción en los rendimientos de los cultivos. Esto tiene un efecto secundario sobre la conservación del suelo , ya que los cultivos languidecientes no pueden proteger el suelo de la Tierra de la erosión . Algunos de estos contaminantes químicos tienen una vida media prolongada y, en otros casos, los productos químicos derivados se forman a partir de la descomposición de contaminantes primarios del suelo. [ cita requerida ]
Opciones de limpieza [ editar ]
La limpieza o remediación ambiental es analizada por científicos ambientales que utilizan la medición de campo de los químicos del suelo y también aplican modelos de computadora ( SIG en Contaminación Ambiental ) para analizar el transporte [10] y el destino de los químicos del suelo. Se han desarrollado diversas tecnologías para la remediación de suelos y sedimentos contaminados con petróleo [11]. Existen varias estrategias principales para la remediación:
- Excave el suelo y llévelo a un sitio de eliminación lejos de las vías preparadas para el contacto con el ecosistema humano o sensible. Esta técnica también se aplica al dragado de lodos de laurel que contienen toxinas.
- Aireación de suelos en el sitio contaminado (con el consiguiente riesgo de crear contaminación del aire )
- Remediación térmica mediante la introducción de calor para elevar las temperaturas del subsuelo lo suficientemente altas como para volatilizar los contaminantes químicos del suelo para la extracción de vapor. Las tecnologías incluyen ISTD, calentamiento por resistencia eléctrica (ERH) y ET-DSP.
- Biorremediación , que implica la digestión microbiana de ciertos productos químicos orgánicos. Las técnicas utilizadas en la biorremediación incluyen landfarming , bioestimulación y bioaugmentating biota del suelo con microflora disponibles comercialmente.
- Extracción de agua subterránea o vapor de suelo con un sistema electromecánico activo , con posterior extracción de los contaminantes del extracto.
- Contención de los contaminantes del suelo (por ejemplo, tapando o pavimentando en su lugar).
- Fitorremediación, o el uso de plantas (como el sauce) para extraer metales pesados.
- Mycoremediation , o el uso de hongos para metabolizar contaminantes y acumular metales pesados.
- Remediación de sedimentos contaminados con aceite con microburbujas de aire auto colapsables . [12]
- Lixiviación tensioactiva
Por país [ editar ]
Varios estándares nacionales para concentraciones de contaminantes particulares incluyen los Objetivos Premediarios de Remediación de la Región 9 de la EPA de los Estados Unidos (PRG de los EE. UU.), Las Concentraciones Basadas en el Riesgo de la Región 3 de la EPA de los EE. UU. Agua subterránea
República Popular de China [ editar ]
El crecimiento inmenso y sostenido de la República Popular de China desde la década de 1970 ha exigido un precio de la tierra en el aumento de la contaminación del suelo. La Administración Estatal de Protección Ambiental cree que es una amenaza para el medio ambiente, la seguridad alimentaria y la agricultura sostenible. Según una muestra científica, 150 millones de mu (100,000 kilómetros cuadrados) de tierra cultivada en China han sido contaminados, con agua contaminada.siendo utilizado para regar otros 32.5 millones de mu (21,670 kilómetros cuadrados) y otros 2 millones de mu (1,300 kilómetros cuadrados) cubiertos o destruidos por desechos sólidos. En total, el área representa una décima parte de la tierra cultivable de China, y se encuentra principalmente en áreas económicamente desarrolladas. Se estima que 12 millones de toneladas de granos están contaminados por metales pesados cada año, causando pérdidas directas de 20 mil millones de yuanes ($ 2.57 mil millones de dólares ). [13]
Unión Europea [ editar ]
Según los datos recibidos de los Estados miembros, en la Unión Europea el número estimado de sitios contaminados potenciales es de más de 2.5 millones [14] y los sitios contaminados identificados alrededor de 342 mil. Los desechos municipales e industriales contribuyen más a la contaminación del suelo (38%), seguidos por el sector industrial / comercial (34%). El aceite mineral y los metales pesados son los principales contaminantes que contribuyen alrededor del 60% a la contaminación del suelo. En términos de presupuesto, se estima que la gestión de los sitios contaminados costará alrededor de 6 mil millones de euros (€) anualmente. [15]
Reino Unido [ editar ]
La guía genérica comúnmente utilizada en el Reino Unido son los Valores de las Directrices del Suelo publicados por el Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales (DEFRA) y la Agencia de Medio Ambiente . Estos son valores de detección que demuestran el nivel mínimo aceptable de una sustancia. Por encima de esto, no puede haber garantías en términos de riesgo significativo de daño a la salud humana. Estos se han derivado utilizando el Modelo de Evaluación de Exposición a la Tierra Contaminada (CLEA UK). Ciertos parámetros de entrada, como los valores de los criterios de salud, la edad y el uso de la tierra, se introducen en CLEA UK para obtener un resultado probabilístico [ cita requerida ] .
La orientación del Comité Interdepartamental para la Reurbanización de Tierras Contaminadas (ICRCL) [16] ha sido retirada formalmente por DEFRA , para su uso como documento prescriptivo para determinar la posible necesidad de remediación o evaluación adicional.
El modelo CLEA publicado por DEFRA y la Agencia de Medio Ambiente (EA) en marzo de 2002 establece un marco para la evaluación adecuada de los riesgos para la salud humana de las tierras contaminadas, como lo requiere la Parte IIA de la Ley de Protección Ambiental de 1990. Como parte de este marco, En la actualidad, se han derivado valores genéricos de guía del suelo (SGV) para diez contaminantes que se utilizarán como "valores de intervención" [ cita requerida ] . Estos valores no deben considerarse como objetivos correctivos, sino valores por encima de los cuales se debe considerar una evaluación más detallada; ver estándares holandeses .
Se han producido tres conjuntos de CLEA SGV para tres usos diferentes de la tierra, a saber
- residencial (con y sin absorción de plantas)
- asignaciones
- comercial / industrial
Se pretende que los SGV reemplacen los valores anteriores de ICRCL. Los SGV de CLEA se relacionan con la evaluación de riesgos crónicos (a largo plazo) para la salud humana y no se aplican a la protección de los trabajadores en tierra durante la construcción u otros receptores potenciales como aguas subterráneas, edificios, plantas u otros ecosistemas. Los SGV de CLEA no son directamente aplicables a un sitio completamente cubierto de material resistente, ya que no existe una ruta de exposición directa a suelos contaminados. [ cita requerida ]
Hasta la fecha, se han publicado los primeros diez de cincuenta y cinco SGV contaminantes, para lo siguiente: arsénico, cadmio , cromo, plomo, mercurio inorgánico, níquel, selenio, etilbenceno, fenol y tolueno. Se han producido borradores de SGV para benceno, naftaleno y xileno, pero su publicación está en espera. Se han publicado datos toxicológicos (Tox) para cada uno de estos contaminantes, así como para benzo [a] pireno, benceno, dioxinas, furanos y PCB similares a las dioxinas, naftaleno, cloruro de vinilo, 1,1,2,2 tetracloroetano y 1, 1,1,2 tetracloroetano, 1,1,1 tricloroetano, tetracloroeteno, tetracloruro de carbono, 1,2-dicloroetano, tricloroeteno y xileno. Los SGV para etilbenceno, fenol y tolueno dependen de la materia orgánica del suelo.(SOM) contenido (que se puede calcular a partir del contenido total de carbono orgánico (TOC)). Como pantalla inicial, los SGV para 1% SOM se consideran apropiados. [ cita requerida ]
Canadá [ editar ]
India [ editar ]
En marzo de 2009, el tema de la intoxicación por uranio en Punjab atrajo la cobertura de la prensa. Se alegó que fue causado por los estanques de cenizas volantes de las centrales térmicas, que, según los informes, conducen a graves defectos de nacimiento en niños en los distritos de Punjab Faridkot y Bhatinda . Los informes noticiosos afirmaron que los niveles de uranio eran más de 60 veces el límite máximo seguro. [17] [18] En 2012, el Gobierno de la India confirmó [19] que el agua subterránea en el cinturón de Malwa de Punjab tiene uranio metálico que está un 50% por encima de los límites establecidos por la Organización Mundial de la Salud de las Naciones Unidas(QUIEN). Los estudios científicos, basados en más de 1000 muestras de varios puntos de muestreo, no pudieron rastrear la fuente de cenizas volantes y ninguna fuente de centrales térmicas o de la industria como se alegó originalmente. El estudio también reveló que la concentración de uranio en el agua subterránea del distrito de Malwa no es 60 veces superior a los límites de la OMS, sino solo un 50% por encima del límite de la OMS en 3 lugares. Esta concentración más alta encontrada en las muestras fue menor que la que se encuentra naturalmente en las aguas subterráneas que actualmente se utilizan con fines humanos en otros lugares, como Finlandia . [20] Se están realizando investigaciones para identificar fuentes naturales u otras fuentes de uranio.
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