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PROBLEMÁTICAS AMBIENTALES DE LA ECOSFERA Y MÉTODOS DE REMEDIACIÓN YUDY ANDREA RONCANCIO 1; LIVI ANDREA MENDOZA 2., LEYDY YOHANA BURGOS 3; CARLOS JULIO AMADO4. 1Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería. Programa de Química; 2Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería. Programa de Química Ambienta; 3Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería. Programa de Química; 4Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería. Programa de Química. Química Ambiental, Fase 4, Grupo 401549_78, Tutora. LIZETH NATALIA RIOS

RESUMEN: En este artículo se dan a conocer algunos métodos de remediación que existen actualmente para la recuperación de la hidrosfera, litosfera y atmosfera. La contaminación hídrica por vertimientos de aguas residuales de minería trae consigo el deterioro de la calidad de las mismas y efectos adversos para la salud, durante el proceso de extracción se desprenden diferentes metales pesados como lo son el arsénico, el cobalto, el cobre, el cadmio, el plomo, la plata y el zinc, que generan gran contaminación al contacto con las fuentes hídricas, la contaminación de suelos por fertilizantes y agroquímicos con el transcurso del tiempo, produce salinización en el suelo, dejándolo no apto para la agricultura, algunos procedimientos esterilizan el suelo, terminando con la actividad microbiana, parte fundamental de la vida del suelo. Las emisiones del aire por industrias textiles son fuentes emisoras de gases contaminados son la principal causante de la contaminación en el aire y la atmósfera, con una contribución superior al 75% en aquellos contaminantes que más preocupan, en el presente artículo se presentan métodos de remediación que disminuyen considerablemente los contaminantes presentes en cada uno de los recursos naturales mencionados.

PALABRAS CLAVES: Contaminación, Hidrósfera, Litósfera, Atmósfera, Remediación, Residuos, Exposición. ABSTRACT: In this article some remediation methods that currently exist for the recovery of the hydrosphere, lithosphere and atmosphere are disclosed. Water pollution due to mining wastewater discharges brings with it the deterioration of their quality and adverse effects on health. During the extraction process, different heavy metals are released, such as arsenic, cobalt, copper, cadmium, lead, silver and zinc, which generate great contamination in contact with water sources, soil contamination by fertilizers and agrochemicals over time, produces salinization in the soil, leaving it unsuitable for agriculture, some procedures sterilize the soil, ending with microbial activity, a fundamental part of soil life. Air emissions by textile industries are emitting sources of polluted gases are the main cause of pollution in the air and atmosphere, with a contribution of more than 75% in those pollutants that most concern, in this article remediation methods are presented which considerably reduce the contaminants present in each of the natural resources mentioned. KEYWORDS: Pollution, Hydrosphere, Lithosphere, Atmosphere, Remediation, Residues, Exposure.. Introducción En el presente artículo miramos los métodos de remediación utilizados para la recuperación de la hidrósfera, litósfera y atmósfera contaminada, partiendo desde los métodos para determinar los contaminantes y los métodos de remediar dicha contaminación encontrada, con el ánimo de fortalecernos académicamente y generar unas metodologías idóneas de utilización en territorio, lo que conlleve a solucionar la inminente contaminación a la que estamos expuestos para no dejar responsabilidades de las generaciones futuras, de tal manera que la remediación de sitios contaminados adquiera un carácter sustentable y eficaz. La poca investigación en esta área ambiental tiene como causas importantes la falta de legislación para el manejo de residuos y contaminantes ambientales, la falta de técnicas para hacer la evaluación Inicial y la evaluación de la exposición en un sitio contaminado, la irresponsabilidad de los contaminadores y quizás la causa más importante sea el alto costo económico que significa remediar un suelo, un cuerpo de agua superficial, un flujo de agua subterránea o un aire contaminado por el sin fin de actividades industriales que vivimos en nuestro país. El desarrollo industrial, el generalizado manejo de agroquímicos en las actividades agrícolas, el crecimiento urbano y los problemas políticos-

sociales en Colombia fomentan una creciente producción de residuos y contaminantes. El término contaminantes involucra el concepto de residuo, que son todos los materiales generados en procesos de extracción, beneficio, transformación, producción, consumo, utilización, control o tratamiento cuya calidad no permite reutilizarlos, y sin un debido tratamiento lo que ocasionan son daños al ambiente, ya sea como residuo sólido, lixiviado o gas contaminado que va directamente a la atmosfera y son sustancias que por sus características físicas, químicas o infecciosas pueden causar un aumento de la mortalidad o un aumento de enfermedades graves irreversibles o reversibles, sin contar el sin fin de perjuicios contra los recursos naturales.

OBJETIVOS Describir métodos de remediación para contaminación de la hidrósfera, litósfera y atmósfera. OBJETIVOS ESPECÍFICOS   

Identificar las causas de contaminación de hidrósfera, litósfera y atmósfera. Describir un método de análisis de contaminación de hidrósfera, litósfera y atmósfera Seleccionar el mejor método de remediación para la contaminación en hidrósfera, litósfera y atmósfera, a partir del análisis de contaminación. Materiales y métodos.

Parte I. Análisis de contaminantes Para la hidrósfera, se realizará primero un análisis químico y biológico/ organoléptico del agua contaminada por vertimientos mineros con el protocolo de tomas de muestras del IDEAM, se tomarán tres puntos de muestreo alto medio y bajo donde se analizan los siguientes parámetros: PH, OD, T°, Salinidad, Nitritos, Amoniaco, Alcalinidad, CO2, DBO5, cloruros, grasas, aceites, Nitrógeno total, mercurio, fosforo entre otros.

A partir de esto se implementan los humedales con plantas macrofitas (buchón de agua, oreja de raton), donde se registran los avances y cambios organolépticos durante varios días y así poder determinar la eficiencia de las macrofitas. Posteriormente tomar nuevamente los parámetros de la fuente hídrica para hacer un comparativo de aquellos contaminantes removidos. Para la litósfera, el método que se utilizaría para realizar el análisis de la contaminación de las muestras de suelo contaminado por fertilizantes y agroquímicos , es la cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG/EM), la cual es una técnica analítica e instrumental de alta sensibilidad capaz de identificar cualitativa y cuantitativamente cualquier tipo de mezclas de sustancias, mediante el análisis de su patrón de fragmentación (Linares, y otros, 2006). El método consiste en introducir la muestra dentro del Cromatógrafo de Gases, el cual se programa a cierta temperatura para separar los analitos volátiles y semivolátiles, los cuales son introducidos en el espectrómetro de masas, que se encarga de identificar los analitos por el tiempo de retención, y la comparación del espectro de masas con el espectro de electrones incluidos en una base de datos. Los materiales y equipos necesarios para el método son: Viales especiales para el cromatógrafo, Pipetas y el cromatógrafo de gases acoplado al espectrómetro de masas. El reactivo necesario es el n-Hexano de grado HPLC. El procedimiento inicia con la adición de cierta cantidad del hexano en la muestra de suelo secada previamente, y dejándolo reposar de 12 a 24 horas para que los asfáltenos se precipiten. Luego del reposo, se toma una cantidad de la muestra y se introduce en un vial para el cromatógrafo y se sella el vial. Luego se procede a hacer la medición en la CG/EM. Para la atmósfera, el método para determinar los contaminantes producidos por industrias textiles en la atmosfera es el método de griesssaltzman es absorbido de aire por una solución acuosa de trietanolamina y el análisis posterior es realizado usando un reactivo que forme un compuesto azo-colorante. El color producido por el reactivo es medido en un espectrofotómetro a 540 nm en donde arroja los resultados del análisis. Reactivos utilizados para el análisis de dióxido de nitrógeno en la atmosfera (NOx) son: Trietanolamina, N-butanol, Peroxido de hidrógeno al 30%, Sulfanilamida, Ácido fosfórico concentrado 85%, NEDA y Nitrito de sodio. Los equipos utilizados son los siguientes: Absorbedor de polipropileno, Sonda de muestreo, Trampa de humedad, Filtro de membrana,

Dispositivo de control de flujo, Patrón de medición de flujo, Espectrofotómetro para ser usado a 541 nm, con celdas de 1 cm de espesor, equipo para medición de aire, líneas de teflón (construidas de teflón, vidrio o acero inoxidable) y bomba de aire. Luego de que la muestra adsorbe el dióxido de nitrógeno de la muestra de oxigeno se hacen varias pruebas para estandarizar el resultado en lapsos de 10 min. Parte II. Métodos de remediación. El tipo de remediación es Química Fase 1: Agua Industria minera contaminante con metales pesados Biorremediación química: Precipitación y extracción por cambio iónico Proceso Remediación REMOCIÓN DE METALES PESADOS: La Base de estas alternativas es la asimilación de los contaminantes por un sólido reactivo (sorbente). La separación del sorbente "Cargado" por las técnicas de flotación definida como la denominada "Proceso de Flotación Particulada Adsorbente" (APF). TRATAMIENTO QUÍMICO ACTIVO DE DRENAJES ÁCIDOS: Se basan en la adición de sustancias alcalinas, generalmente cal, cal hidratada, caliza triturada, sosa cáustica, carbonato sódico o amoniaco, con el fin de conseguir la neutralización del ácido y alcanzar las condiciones adecuadas para la precipitación de los metales pesados. Estos metales precipitan como hidróxidos insolubles en un intervalo de pH que suele estar comprendido entre 8,5 a 10. El hierro ferroso se convierte en hidróxido ferroso a pH superior a 8,5 y el manganeso se transforma en insoluble cuando el pH es superior a 9,5. El aluminio precipita en el agua a un pH de 5,5 pero se vuelve otra vez soluble a pH superior a 8,5. Por estas razones, dependiendo de la clase de metales y su concentración en las aguas ácidas se elegirá el método de tratamiento químico más apropiado. En muchas instalaciones, se suele trabajar elevando el pH hasta aproximadamente 9 en términos medios, pues en condiciones de mayor basicidad también aumenta la solubilidad del plomo y el zinc. La mayoría de sistemas de tratamiento activo para aguas ácidas de mina, están basados en la precipitación de hidróxidos, que se realiza en un proceso de tres pasos:

Oxidación (para convertir Fe2+ en Fe3+). Dosis con álcalis, especialmente Ca (OH)2 pero también con Na(OH)2, NaHCO3 y otras sustancias. Sedimentación. Cada paso en este proceso ofrece una oportunidad para la intensificación, por la cual se puede mejorar la eficiencia del proceso en su totalidad: TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE AGUAS ACIDAS DE LA INDUSTRIA MINERO-METALÚRGICA. Cuando se quiere aplicar un método de tratamiento para las aguas industriales se tienen diferentes alternativas como: la decantación, reducción, oxidación, neutralización, dilución, etc. Sin embargo; es necesario hacer un estudio profundo de la química y bacteriología para efectuar un bosquejo de los métodos generales que se pueden aplicar como la neutralización de ácidos y bases, rompimiento de emulsiones, destrucción bioquímica, extracción por medio de solventes, y otros.

Fase 2: Suelo Industria agrícola contaminante con Fertilizantes y plaguicidas Biorremediación química: Oxidación Proceso Remediación El producto que se evaluó es un regenerador de suelos que crea autodefensas naturales en suelos inductivos a enfermedades y nemátodos. Mediante reacciones de óxido-reducción, transforma los elementos potencialmente tóxicos en compuestos o elementos no peligrosos, reduciendo su toxicidad o su solubilidad y/o aumentando su estabilidad química. Sobre contaminantes metálicos y no metálicos, cambia el estado de oxidación del elemento, ya que de éste depende su capacidad para reaccionar con otros contaminantes o compuestos presentes en el suelo, de esta manera, es posible disminuir la concentración biodisponible del elemento potencialmente tóxico en el suelo. Para esto se llevan a cabo algunas de las siguientes reacciones químicas: A) Reacción En Cascada = Oxidante / Reductor B) Mediante Reacciones De Oxidación

C) Mediante Reacciones De Reducción: 1.Con metales divalentes como Pb2+, Co2 + Cd2+, formando un complejo insoluble que precipita en la matriz del suelo. 2. La concentración Metal con energía catalítica ƒ de la variabilidad del suelo, la ineficiencia en la distribución de la inyección y en la caracterización del suelo. 3. Es un fumigante de reacción capaz de liberar en ƒ concentración hasta 1600 litros de vapor en descomposición catalítica. La alta generación de radicales del oxhidrilo e hidronio actúan sobre diferentes patógenos por diversos mecanismos generando la desinfección, con un amplio espectro de acción sobre bacterias, hongos y nematodos Fase 3: Aire Industria manufacturera contaminante con Dióxido de carbono Biorremediación química: Tratamiento térmico Proceso Remediación Tratamientos térmicos: Utilizan calor para incrementar la volatilización (separación), quemar, descomponer o fundir (inmovilización) los contaminantes en un suelo.

Los tratamientos térmicos ofrecen tiempos muy rápidos de limpieza, pero son generalmente los más caros. Sin embargo, estas diferencias son menores en las aplicaciones ex situ que in situ. Los altos costos se deben a los costos propios para energía y equipos, además de ser intensivos en mano de obra. Al igual que las tecnologías fisicoquímicas y a diferencia de las biológicas, los procesos térmicos incluyen la destrucción, separación e inmovilización de contaminantes. Los procesos térmicos utilizan la temperatura para incrementar la volatilidad (separación), quemado, descomposición (destrucción) o fundición de los contaminantes (inmovilización). Las tecnologías térmicas de separación producen vapores que requieren de tratamiento; las destructivas producen residuos sólidos (cenizas) y, en ocasiones, residuos líquidos que requieren de tratamiento o disposición. Es importante hacer notar que para ambos tipos de tratamiento, el volumen de residuos generados que requieren de

tratamiento o disposición, es mucho menor que el volumen inicial (Van Deuren y col., 1997). La mayoría de las tecnologías térmicas pueden también aplicarse in situ y ex situ. Dentro de las tecnologías térmicas ex situ, principalmente se encuentran la incineración, pirólisis y desorción térmica. Una de las tecnologías que se emplean in situ es la EV mejorada por temperatura. Ventajas: Permite tiempos rápidos de limpieza Desventajas:   

Es el grupo de tratamientos más costoso Los costos aumentan en función del empleo de energía y equipo Intensivos en mano de obra y capital

Resultados y discusión. Para la hidrósfera esta alternativa es la asimilación de los contaminantes por un sólido reactivo (sorbente). La separación del sorbente "Cargado" por las técnicas de flotación definida como la denominada "Proceso de Flotación Particulada Adsorbente" (APF),la eliminación de materia orgánica, la cual es realizada por los microorganismos que viven adheridos al sistema radicular de la planta y que reciben el oxígeno a través de un sistema de aireación muy especializado. Una parte de la aireación del agua también se realiza por difusión del oxígeno del aire a través de la superficie del agua. También se elimina una parte de la materia orgánica por sedimentación. Las bacterias están siempre presentes en la planta del buchón de agua puesto que el nitrógeno se elimina por fenómenos de nitrificacióndesnitrificación y amonificación, realizados por bacterias. Por tal motivo éstas son de vital importancia en el proceso de purificación del agua. Para la litósfera los suelos que crean autodefensas naturales en suelos inductivos a enfermedades y nemátodos. Mediante reacciones de óxidoreducción, transforma los elementos potencialmente tóxicos en compuestos o elementos no peligrosos, reduciendo su toxicidad o su solubilidad y/o aumentando su estabilidad química. En la Atmósfera Utilizan calor para incrementar la volatilización (separación), quemar, descomponer o fundir (inmovilización) los contaminantes en un suelo.

Conclusiones. Es sorprendente las diversas causas de contaminación que pueden presentarse en los recursos naturales, y también los diversos métodos de remediación que se han descubierto y desarrollado hasta la actualidad, cada uno con diferentes técnicas, elementos y resultados, y que pueden desarrollarse para un mismo tipo de contaminación o para tipos diferentes. La principal reflexión que deja el artículo, y el trabajo desarrollado para llevarlo a cabo, es que cada actividad que se realiza de manera antropogénica o natural ocasiona afectaciones al ambiente, algunas más graves que otras, pero, a causa del desarrollo, en las últimas décadas se han agravado sus consecuencias, llevando a los especialistas en el tema a buscar soluciones inmediatas y eficaces, que permita la subsistencia de los seres vivos del presente y del futuro.

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