PORQUE DEBEMOS EVITAR PASIVOS AMBIENTALES DE LAS ACTIVIDADES

ENERGETICAS EN EL SUELO

Ing. Mg Sc. Juan Guerrero B.

Lima, 27 de Abril 2009

Aniversario de la Dirección General de Asuntos Ambientales y Energéticos

DGAAE/MINEM

contenido1. Importancia ecológica del suelo2. Calidad del suelo2.1.1. Funciones naturales2.1.2.Funciones de uso3. El suelo y los problemas ambientales4. El comportamiento del suelo frente a los contaminantes5. Evaluación de suelos contaminados por el sector energético en el Perú –

DGAAE/MINEM5.1. suelos contaminados por el sector hidrocarburos5.2. suelos contaminados por el sector energético6. Riesgos en la salud humana por la exposición a suelos contaminados –

Normatividad6.1. Canadá, México, Bolivia, PERU7. Tecnologías de remediación de suelos contaminados por hidrocarburos

1. Importancia ecológica del suelo

El suelo constituye uno de los componentes fundamentales de los ecosistemas terrestres y conjuntamente con la biodiversidad y el clima, condicionan el equilibrio ecológico en un ámbito determinado.(Arca,1996)

Los suelos ocupan una posición central en el medio ambiente (ecosistema), el cual esta constituido por la litosfera, atmósfera, hidrosfera y biosfera.

2. Definición de la calidad del sueloLa calidad del suelo se define como la capacidad natural del suelo de cumplir diferentes funciones: ecológicas, agronómicas, económicas, culturales, arqueológicas y recreacionales

2.1.1. Funciones naturales

Sirve de hábitat y soporte biológico Un descenso en la calidad del suelo contribuye a un descenso en la biodiversidad, cuando se degrada se pierden especies y ecosistemas.

Regula el funcionamiento de los ecosistema: en el suelo ocurren los ciclos biogeoquímicos, el ciclo del agua, y los ciclos naturales de generación y transporte de sustancias nutritivas para las plantas y para microorganismos del suelo.

2.1. Funciones del suelo

El suelo y los ecosistemas terrestresEl suelo y los ecosistemas terrestres

El agua regula la distribución de la vegetación en la tierra

Las plantas y la formación de los suelosLas plantas y la formación de los suelos

Paisajes naturales

In Sánchez,1976

SUELO superficial

SUBSUELO

200-400 Ton/ha M.S75 % troncos y ramas

15-20 % raices4-6 % hojas

80%20%

700- 2044 N33-137 P

600 – 1017 K653 –2760 Ca381 – 3890 Mg

196 S43 Fe

Lavado de hojas

LIXIVIACIÓN

Escorrentía

BALANCES DE BIOMASA Y NUTRIENTESBALANCES DE BIOMASA Y NUTRIENTES

8

Los árboles y el balance hídrico

Tecnologías tradicionales de Conservación de suelos y aguas porlos Incas

El suelo actúa como filtro reteniendo sustancias contaminantes

El suelo actúa como Amortiguador Protegiendo las aguas subterráneas y superficiales de la penetración de agentes nocivos, evitando la transmisión de dichos agentes al ciclo de alimentación: plantas, animales y seres humanos. Transforma determinados compuestos orgánicos, descomponiéndolos o modificando su estructura; así se consigue la mineralización de numerosas sustancias.

2.1.2.Funciones de Uso

Fuente de materias primas: La producción de alimentos, forrajes y otras materias primas renovables, está relacionada con la capacidad de uso del uso del suelo.

La importancia geopolítica del recurso suelo es su relación directa con la seguridad alimentaria de las naciones ..y con el uso sostenible del agua y la biodiversidad

Emplazamiento de viviendas Medio físico para el desarrollo de infraestructuras: viviendas, edificios e infraestructuras industriales, carreteras, áreas de recreo, áreas de depósito de residuos.

Archivo histórico Conserva los restos de su historia evolutiva y de las influencias que sobre él han venido ejerciendo los seres humanos.

Yacimientos de materias Minerales no metálicos para la construcción (piedra, mármol, caliza, yeso, pizarras, arenas), minerales metálicos (blenda, galena, siderita, pirita) y combustibles fósiles como el carbón.

3. El suelo y los problemas ambientales

Deforestación en la selva peruana: 300,000 has por

año.

Actualmente existen 8 millones de Hectáreas deforestadas en las zonas tropicales

Degradación de suelos en Zonas tropicales

En la region de la sierra existenaproximadamente 17 millones de hectáreas afectadas por este tipode procesos

Erosion de suelos de montañaErosion de suelos de montaña

Degradación de suelos en zonas áridasVALLES AFECTADOS POR SALES

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

1

VALLES

HAS

TUMBESCHIRAPIURASAN LORENZOCHANCAY-LA LECHEZAÑAJEQUETEPEQUECHICAMAMOCHECHAOVIRUSANTA LACRAMARCANEPEÑACULEBRASCASMAHUARMEYFORTALEZA-PATIVILCAY SUPEHUAURACHANCAY-HUARALMALACAÑETECHINCHAPISCOICARIO GRANDEACARIYAUCACHAPARRAATICOOCOÑAMAJESSIGUASVITORTAMBOLOCUMBA

La mayoría de suelos en el Perú tienen problemas de sales:340,000 has en los 52 valles de la costa (40 % de la superficie agrícola de la Costa) ONERN-1977

Problemas de contaminación de suelos

No hay inventario de suelos contaminados por hidrocarburos o metales pesados ….. Hectáreas???

4.El Comportamiento del suelo frente a los Contaminantes

Contaminante (C)

Fotooxidación

AdsorciónIn

filtr

ació

n

C

C

CC

Destino de los contaminantes en suelos

Volatilización

Biodegradación

DescomposiciónQuímica

C

DescomposiciónQuímica

Desorción

C

Manto freático

Dispersión y solubilización

Foto descomposición

Volatilización

Superficie

del Suelo

Lixiviación Descomposiciónmicrobiana

Descomposiciónquímica

Escorrentia superficial

Descomposiciónpor plantas

MateriaOrgánicaArcilla

ADSORCION

NivelFreático

Esquema de las rutas de los contaminantes en el suelo

AGUA SUBTERRANEA

SU

ELO

AIRE

5. Evaluación de la contaminación de suelos por actividades del sector

energético en el Perú DGAAE/MINEM

5.1. Contaminación de suelos por hidrocarburos

Muestreo de suelos contaminados por hidrocarburos

• La selección del equipo de muestreo:Es muy importante para condiciones edáficas tanheterogéneas que tiene el país, en algunos casos de

suelos uniformes, profundos, con buen contenido de humedad (condiciones tropicales), es adecuado utilizar un tornillo muestreador de acero (auger) que permita realizar tomar muestras superficiales y también a diferentes profundidades. Pero en el caso de suelos desérticos con capas calcáreas duras, se debe considerar la utilización de palas, picos e incluso barreta y finalmente si se tratara de suelos arenosos entonces el uso de la lampa es suficiente. La guía del MEM, plantea un lenguaje que no se utiliza en el país.

NUMERO DE MUESTRAS

2025 - 401513 - 24125 - 1262 - 431 - 21<0.5 has

Numero mínimo de muestras

Superficie a muestrear

Tamaño de las muestras – cuando hay modificadores texturales

3510030802460205015401025520315110

0.5 kg2 - 9

Peso mínimo (Kg)Diámetro máximo (mm)Elementos gruesos

Capacidad de intercambio catiónico (CIC)

Clase textural

Materia orgánica (M.O.)

Carbonato total (CaCO3)

Conductividad Eléctrica (C.E.)

14 díasBolsa de plástico1 kg

pH

Caracterización agronómica

LABORATORIO DE SUELOS DE LA UNA LA MOLINA

7 díasFrío, 4ºCVidrio250 ml1 kgBifenilos Policlorados (PCBs)

28 díasFrío, 4ºCPlástico0,5 kgMercurio

6 mesesFrío, 4ºCPlástico0.5 kgMetales totales

7 díasFrío, 4ºCVidrio250 ml0,5 kgHidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAPs)

7 díasFrío, 4ºCVidrio100 ml0,5 KgBenceno, Tolueno, Etilbenceno y Xileno (BTEX)

7 díasFrío, 4ºCVidrio250 ml0,5 kgHidrocarburos Totales de Petróleo (TPH)

LABORATORIO SGS DEL PERU

TIEMPO MAXIMO

DE CONSERVA-CION**

PRESER-VANTE

TIPO DE ENVASE

CANTIDADPARÁMETROS

Recipientes para las muestras, temperaturas de preservación y tiempo máximo de conservación por tipo de parámetro.

Frascos de vidrio de 0.5 kg para TPH, PAH.

Tubos de vidrio para análisis de BTEX

20,180 ppm de TPH – derrame reciente, por robo de grapas en tuberia

Sub suelo calcáreo –con fósiles –

Terraza Marinas

Suelo “normal” Suelo “contaminado”

LA REFINERIA DE TALARA

Ingreso de agua contaminada con crudo debido al elevado nivel freático (a 60 cm de profundidad).

Suelo Tropical –Iquitos

Suelo “normal” Suelo “contaminado”

Saturación con acetato de amonioCapacidad de intercambio catiónico (CIC)

Método del hidrómetroClase textural

Método de Walkley y BlackMateria orgánica (M.O.)

Método gaso-volumétrico utilizando calcímetroCalcáreo total (CaCO3)

Medida del extracto acuoso en relación suelo: agua 1:1Conductividad eléctrica (C.E.)

Medida en el potenciómetro de la suspensión suelopH

Laboratorio de Suelos de la Universidad Nacional Agraria La MolinaPARAMETROS edáficos

EPA 7471-A: 1994; Mercury in solid and semisolid wasteMercurio

SGS-MN-ME, -137 / ICP-MS / ICP-OESMetales totales*

EPA 8270C Semivolatile Organic Compounds by Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GS/MS)Hidrocarburos Aromáticos Polinucleares (HAP)

EPA 8260B Volatile Organic Compounds by Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GS/MS)Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xileno (BTEX)

EPA 8015D Nonhalogenated OrganicsHidrocarburos Totales de Petróleo (TPH)

SUB SECTOR HIDROCARBUROS

PARÁMETROS para suelos contaminados Laboratorio SGS Perú

Métodos analíticos

Métodos analíticos

EPA 8082 Polychlorinated Biphenyls by Gas Chromatography

Bifenilos Policlorados (PCBs)

EPA 7471-A: 1994; Mercury in solid and semisolid wasteMercurio

SGS-MN-ME, -137 / ICP-MS / ICP-OESMetales totales*

SUB SECTOR ELECTRICIDAD

Saturación con acetato de amonioCapacidad de intercambio catiónico (CIC)

Método del hidrómetroClase textural

Método de Walkley y BlackMateria orgánica (M.O.)

Método gaso-volumétrico utilizando calcímetro

Calcáreo total (CaCO3)

Medida del extracto acuoso en relación suelo: agua 1:1

Conductividad eléctrica (C.E.)

Medida en el potenciómetro de la suspensión suelopH

Laboratorio de Suelos de la Universidad Nacional Agraria La Molina

PARAMETROS edáficos

• Los parámetros que suelen recomendarse como indicadores de la contaminación del suelo y agua subterránea por hidrocarburos son los hidrocarburos totales (TPHs), , los BTEX’s (benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos) y los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs).

Indicadores de contaminación de suelos por hidrocarburos

• Cuando se trata de derrames de gasolina, se considera apropiado evaluar preferentemente BTEX, plomo, metilterbutileter (MTBE), alcanos como el 3-metilpentano, aromáticos como el 1,2,3-Trimetilbencenoy Naftaleno; a la vez,

• Cuando se trata de diesel se propone como indicadores los PAHs.

• Sin embargo, con frecuencia ocurre que sólo se consideran las mediciones en campo de las concentraciones de TPHs y VOCs, que no permiten caracterizar la magnitud de la contaminación, sobre todo cuando se trata de un proceso antiguo.

• También deben ser monitoreados los elementos Bario y Cadmio, particularmente en actividades de explotación, plantas de lubricantes y refinerías.

• Resultados de los Análisis de Suelos Contaminados en el Sector Hidrocarburos

0.01000.02000.03000.04000.05000.06000.07000.08000.09000.0

10000.0

mg/

kg

TER

MIN

ALES

PLAN

TA D

ELU

BRIC

ANTE

S

REF

INER

ÍAS

TRAN

SPO

RTE

EXPL

OTA

CIÓ

N

VEN

TA D

EC

ON

BUST

IBLE

Tipo de Actividad

Fig 1. Concentración Promedio de Hidrocarburos Totales de Petróleo TPH en Suelos Superficiales de 0 a 30 cm

LMP. Uso Industrial

LMP. Uso Agrícola

5000 mg/Kg

1000 mg/kg

Contaminación de suelo por Hidrocarburos totales de Petróleo – para las diferentes actividades del sub sector hidrocarburos evaluados

20,180 mg/kg de TPH – derrame reciente, por robo de grapas en tuberia

El Alto – Talara

Horizonte petrocalicoimpermeable en el sub suelo – con fosiles

El movimiento de hidrocarburos solo ha ocurrido hasta los 60 cm de profundidad, debido a que luego se encuentra una capa dura e impermeable de carbonato de calcio.

0 5000 10000 15000 ppm de TPH

27,575 mg/kg de TPHs

Muestra de 0-30cm –– Iquitos-

0

30 cmCM0

60 cm

La mayor cantidad de hidrocarburos totales se encuentran en la parte superior y disminuyen con la profundidad

Sub Suelo orgánico saturado de agua – con alto contenido de crudo -

0 5000 10000 15000 20000 mg/kgde TPH

Nivel freatico

• Contaminación de suelos por BTEX

Concentración de xileno en el suelo para las diferentes actividades del sub sector hidrocarburos

0.0002.5005.0007.500

10.00012.50015.00017.50020.00022.50025.000

mg/

kg

TER

MIN

ALES

PLAN

TA D

ELU

BRIC

ANTE

S

REF

INER

ÍAS

TRAN

SPO

RTE

EXPL

OTA

CIÓ

N

VEN

TA D

EC

ON

BUST

IBLE

Tipo de Actividad

Fig 2. Concentración Promedio de Xilenos Totales en Suelos Superficiales de 0 a 30 cm en las diferentes

actividades del sub sector hidrocarburos.

Limites Máximos Permisibles para suelos en función al uso actual o potencial - para BTEX

343425Xileno2902900.28Etilbenceno34342.1Tolueno5.35.30.24Benceno

Industrial/comercial

Residencial/parques

AgrícolaCompuesto

Suelo 0.0 a 1.5 m. de profundidadConcentraciones en mg/Kg. De materia seca

Contaminación de suelos por hidrocarburos aromáticos policíclicos

• la presencia del HAP (Naftaleno) en las muestras de suelo se puede indicar que de las 30 muestras para suelos “ contaminados” analizadas solamente se han obtenido valores en 6, siendo la REFINERÍA DE TALARA donde se encontró la mayor concentración (1.18 mg/kg), que esta bastante por debajo del LMP considerado en la norma Boliviana (40 mg/kg para suelo de uso industrial y 4.6 para suelos de uso agrícola, por lo cual se pude indicar que los suelos evaluados no se encuentran contaminados por naftaleno..

Concentracion de HAP (naftaleno) en suelo superficial en las diferentes actividades de

hidrocarburos

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

5

T SALAVERRYT MOLLENDOLUBRICANTES

R LA PAMPILLAR LA PAMP ILLA

R LA TALARACAMISEA

OLEODUCTO

GMP LOS ORGANOSPETROBRASPLUSPETROL

conc

entr

acio

n m

g/kg

NAFTALENO

4.6 LMP

Limites Máximos Permisibles para suelos en función al uso actual o potencial

1000200200Pb

150150150Ni

Industrial/comercial

Resindencial/parqueagrícolaMetales

Suelo 0.0 a 1.5 m de profundidadConcentraciones en mg/kg de materia

seca

Decreto Supremo Nº 26171 del 04 de mayo del 2001. Límites Máximos Permisibles para suelos en función al uso actual o potencial. Bolivia

Niveles Guía de Calidad de Suelos (µg/g peso seco)

2000750500Ba Total

200.82Hg total500100150Ni (total)1000375500Pb (total)800750250Cr (total)500100150Cu (total)2035Cd total

Niveles aceptables de contaminación del suelo (mg/kg)

Uso industrialUso agrícolaUso residencial

Uso de la Tierra

Contaminantes

Decreto 831/93. Anexo II Tabla9 . Ministerio de Salud y Ambiente . Secretaria de Ambiente y Desarrollo sustentable-para reglamentar lo relativo a “residuos peligrosos” ARGENTINA

3 mg/kUSO AGRICOLA

LMP 20 mg/kgUSOINDUSTRIAL

concentracion de Pb en suelos superficiales (0-30 cm) en las diferentes actividades de hidrocarburos

0

500

1000

1500

2000

2500

conc

entr

acio

n de

Pb

mg/

kg

LMP

200 mg/kg

USO

AGRICOLA

LMP

1000 mg/kg

USO

INDUSTRIAL

Concentracion de Ba en suelos superficiales (0-30 cm) en las diferentes actividades de hidrocarburos

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

T SALAVERRYT M

OLLENDO

GMP LOS ORGANOS

PETROBRASPLUSPEROL

LUBRICANTESR PAMPILLAR CONCHAN

R TALARA TGPOLEODUCTOGRIFO RURAL

conc

entr

acio

n de

Pb

mg/

kg

LMP uso industrial

LMP 750 mg/kg

USO

AGRICOLA

5.2. Contaminación de Suelos por actividades en el Sector Electricidad

Fuentes de contaminación por las actividades del sector electricidad

almacén provisional de transformadores

• La contaminación de suelos en el sector electricidad puede originarse principalmente por posibles derrames de aceites de los transformadores y capacitadores que contengan bifenilos policlorados (PCBs ).

• Las muestras para el Sub Sector Electricidad se analizaron para determinar la concentración de Bifenilos Policlorados (PCBs), metales totales, mercurio y caracterización agronómica: análisis de pH, conductividad eléctrica (C.E.), carbonato de calcio (CaCO3), materia orgánica (M.O.), clase textural y capacidad de intercambio catiónico (C.I.C.), con la finalidad de determinar el grado de vulnerabilidad a la contaminación de los diferentes tipos de suelos.

• En general, la colecta de muestras siguió el muestreo aleatorio compuesto que consiste en tomar 9 submuestras al azar, mezclarlas homogéneamente y luego de ésta se extrae las muestras para evaluar los parámetros requeridos en la zona a evaluar. Para estudios detallados es recomendable utilizar el método sistemático al azar o sistemático regular

• Todos los siguientes pasos de realizaron de acuerdo a la Guía para el Muestreo y Análisis de Suelos del MEM: Capítulo adicional a: XV Guía Ambiental para la Restauración de suelos en instalaciones de refinación y producción petrolera – sub sector hidrocarburos –Volumen: XVII. Dirección general de asuntos Ambientales, Octubre – 2000.

Muestreo aleatorio compuesto

Contaminación de Suelos por PCB

• En ninguna de las 20 muestras evaluadas se encontró la presencia de ningún tipo de PCBs

Concentracion de Cu en suelo superficial (0-30cm) en diferentes empresas del Sector electricidad

0

100

200

300

400

500

600

700

800

AREQ

UIPA

TACNA

TUMBES

IQUIT

OSCHIC

LAYO

PIURA

LIMA

HIDRAN

DINA

conc

entra

cion

de

Cu

en m

g/kg

Cobre• Este elemento se encuentra hasta en 5 veces mas en

las empresas HIDRANDINA, ELECTRO NORTE Y EDELNOR, respecto a las otras empresas eléctricas muestreadas, sin embargo teniendo en cuenta los niveles guía de la Norma Argentina para suelos contaminados, de uso industrial, se da un valor máximo de 500 mg/kg; las empresas antes mencionadas, se encuentran muy próximas a este valor critico, por lo cual se puede indicar que existe el riesgo que de estén contaminadas por este elemento, en cambio en las otras no representa ningún riesgo de contaminación. (fig4.)

• Plomo.si existe riesgo de contaminación de suelo los suelos pero

solamente en la empresa EDELNOR de Lima. Las muestras de suelo superficial de las otras empresas están por debajo de lo propuesto el Nivel Guía de Calidad de suelos - uso industrial, según la Norma Argentina que son en este caso. (Pb - 1000 µg/g) –

Concentracion de Pb en el suelo superficial (0-30 cm) en las diferentes empresas del sector electricidad

0100200300400500600700800900

1000110012001300

AREQUIPA

TACNA

TUMBES

IQUITO

SCHICLA

YO

PIURA

LIMA

HIDRANDINAconc

entra

cion

de

Pb e

n m

g/kg

• CromoObservando los datos mostrados en la tabla 8 se puede

apreciar que este elemento se encuentra particularmente abundante en la planta de ELECTRONORTE de Chiclayo superando hasta en 4 veces a las otras empresas y al doble a las empresas Electro Oriente y ENOSA de Piura. Sin embargo estos valores se encuentran por debajo del nivel guía propuesto por la Norma Argentina de 800 mg/kg para suelos con la denominación de uso industrial.

• Cadmio• Este es otro elemento peligroso para la salud humana,

al respecto se puede observar en la tabla 8, que los suelos no se encuentran contaminados, todos los valores encontrados están por debajo de lo propuesto por la norma Argentina, para suelos de uso industrial. sin embargo es la empresa EDELNOR la que tiene un nivel mayor, seguida por HIDRANDINA y ELECTRO NORTE de Chiclayo.

concentracion de Cd en suelo superficial (o-30) en diferentes empresas del Sector electricidad

0123456789

10111213141516171819202122

AREQUIP

A

TACNA

TUMBES

IQUIT

OSCHIC

LAYO

PIURA

LIMA

HIDRANDIN

A

conc

entra

cion

de

Cd

en m

g/kg

6. Riesgos en la salud humana por la exposición a suelos contaminados por hidrocarburos

Valores guía de LMP para suelos contaminados con Hidrocarburos

• DOCUMENTOS CIENTIFICOS REVISADOS:• Supporting Technical Document: “Canada-Wide

Standard for Petroleum Hidrocarbons (PHCs) in soils: Scientific Rationale” publicado el año 2000 por el Canadian Council Of Ministers of the Environment (CCME).

• Total Petroleum Hidrocarbon Criteria Working Group (TPHCWG). 1999. Human Health Risk based Evaluation Petroleum Release sites: Implementin the Working Work approach. Amherts Scientific Publishing .

• US EPA. 2000. Glosary of terms.

Escenarios de exposición a suelos contaminados por Hidrocarburos

• De acuerdo a los escenarios de exposición junto a cada uso de la tierra en relación principalmente a los hidrocarburos totales (TPHs). Los uso de la tierra que han sido definidos son los siguientes: (fig 1)

• Tierras agrícolas: donde el uso primario es el crecimiento de los cultivos o ganadería. También sirven para la vida silvestre y la flora nativa. La porción de las tierras que son ocupadas por la población para sus viviendas es considerada como uso residencial

• Residencial /parques: donde la actividad primaria es residencial o recreacional. Desde el punto de vista ecológico se considera que los parques son considerados como un buffer entre las áreas residenciales. No incluye tierras salvajes o parques nacionales o zonas de camping.

• Comercial: donde la actividad primaria es el negocio (por ejemplo un shoping) a donde hay un libre acceso de la población incluyendo niños (guarderías) no incluye centro de comida rápida.

• Industrial: donde la actividad primaria esta relacionada con la producción o manufatura de bienes. El acceso al publico es restringido y el ingreso de niños esta prohibido.

Fuente: Canadian Council Of Ministers of the Environment (CCME), 2002..Traducido por J. Guerrero,2006

• Decreto Nacional 831/93 del 23 de abril de 1993. Niveles Guía de calidad de suelos. Argentina.

• Decreto Supremo Nº 26171 del 04 de mayo del 2001. Límites Máximos Permisibles para suelos en función al uso actual o potencial. Bolivia.

• Decreto Ejecutivo Nro 3516, R.O SUP. 2. Libro VI Anexo 2 del 31 de marzo del 2003. Norma de Calidad Ambiental del Recurso Suelo y Criterios de Remediación para suelos contaminados. Ecuador.

• Norma Oficial Mexicana NOM-138-SEMARNAT/SS-2003 Límites Máximos permisibles de Hidrocarburos en Suelos y las Especificaciones para su caracterización y remediación. México. Entro en vigor a partir del 30 de mayo del 2005

• PERU• 2006. Propuesta de la DGAA/MINEM Limites máximos permisibles

en la contaminación de suelos por actividades del sector Energético

• 2007. Estándares de calidad ambiental para suelo – ECAs . CONAM Hoy MINAM- Diciembre del 2007

6.1. Normatividad … suelos contaminados con hidrocarburos

Limites Máximos Permisibles de contaminacion de suelos en el Sector Electricidad – (Bifenilos Policlorados

(PCBs)

• En el Perú los Bifenilos Policlorados (PCBs) se norman a través del Reglamento para Actividades de Sustancias Peligrosas Art. 2,28,30 y 37 - por el momento no esta cuantificado.

• El marco normativo mas importante en relación a los PCB comienza cuando en la Conferencia llevada a cabo del 22 al 23 de mayo de 2001 en Estocolmo, Suecia, noventa y dos Estados y la Comunidad Europea firmaron en una ceremonia especial, el Convenio de Estocolmo sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes (COPS), el Perú lo hizo el día 23 de mayo de 2001. El 17 de mayo de 2004, el Convenio entró en vigor, luego de que se depositó el quincuagésimo instrumento de ratificación. En el Perú, el Presidente de la República firmó la Ratificación el día 10 de Agosto de 2005, documento que deberá ser depositado en Nueva York, sede de las Naciones Unidas . al amparo de este instrumento internacional, deberátrabajar en resguardo de la Salud Humana y el Ambiente protegiéndolos de los COP´s. La ratificación del Convenio fue firmado por el presidente de la república el 10 de Agosto de 2005.

Tabla1. Propuesta de GDAAE - Límites Máximos Permisibles para Suelos superficiales (0 – 30 cm) Contaminados por Hidrocarburos2006.

3425Xileno2900.28Etilbenceno342.1Tolueno5.30.24Benceno

Bifenilos Policlorados (BTEX)404.6Naftaleno

Hidrocarburos aromáticos Policíclicos (HAP)

50001000Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPHs).

Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPHs)Compuesto

Comercial / IndustrialAgriculturaConcentraciones en mg/Kg de

materia seca

PRIMERA PROPUESTA EN EL PAIS

Tabla 2 Propuesta de Limites Máximos Permisibles para Metales Pesados en Suelos superficiales (0 – 30 cm) Contaminados por Hidrocarburos2006

203Cd (total)

1000200Pb (total)

2000750Ba (total)

Industrial/comercial

AgrícolaMetales

Suelos superficiales (0-30 cm)

Concentraciones en µg/g de materia seca

Tabla1. Propuesta de Límites Máximos Permisibles - DGAAE/MINEM, para Suelos superficiales (0 – 30 cm) Contaminados por actividades en el sector electricidad - Bifenilos policlorados (PCB´s)

500.5PCBs

Industrial/comercial

AgrícolaBifenilos Policlorados (PCBs)

Suelos superficiales (0-30 cm)Concentraciones en µg/g de materia seca

. Propuesta de Límites Máximos Permisibles para Suelos superficiales (0 – 30 cm) contaminados con Metales Pesados en Suelos superficiales por las actividades del sector electricidad

200.8Hg

800750Cr

500100Cu

203Cd (total)

1000375Pb (total)

Industrial/comercial

AgrícolaMetales

Suelos superficiales (0-30 cm)

Concentraciones en µg/g de materia seca

Estándares de calidad ambiental para suelo –CONAM .2007

EPA8260B111111xileno

EPA8260B0,0820,0820,082etilbenceno

EPA8260B0,370,370,37Tolueno

EPA8260B0,030,030,03Benceno

BTEX

500010001000TPH

Metodo de ensayo

Comercial/industrial

Residencial/parques

Suelo agricola

parametros

EPA 6010120014070PLOMO TOTAL

EPA7471-A246,66,5MERCURIO TOTAL

DIN19741,40,40,4CROMO VI

EPA6010B22101,4CADMIO TOTAL

EPA6010B1000500750BARIO TOTAL

EPA200.71405050ARSENICO

Método de ensayoComercial/industrial

Residencial/parques

Suelo agrícolaParámetrosmg/kg en MS

Actualmente …

• Reglamento de Pasivos Ambientales del SubsectorHidrocarburos, Establece que toda persona natural o jurídica, privada o pública, que haya generado pasivos ambientales en dicho subsector, es responsable de la remediación ambiental correspondiente bajo sanción. Igualmente, dicha persona está en la obligación de presentar un Plan de Abandono ante la Dirección General de Asuntos Ambientales Energéticos (DGAAE) del MEM.

• Estos pasivos ambientales comprenden los pozos e instalaciones mal abandonados, los suelos contaminados, los efluentes, emisiones, restos o depósitos de residuos ubicados en cualquier lugar del territorio nacional, incluyendo el zócalo marino.

• Son considerados aquellos que hayan sido producidos como consecuencia de operaciones en el subsector hidrocarburos, realizadas por parte de personas naturales o jurídicas que han cesado sus actividades en el área donde se produjeron dichos impactos.

Ley Nº29134 QUE REGULA LOS PASIVOS AMBIENTALES DEL SUBSECTOR HIDROCARBUROS (promulgado el 30 Octubre del 2007)

• La DGAAE, en coordinación con Organismo Supervisor de la Inversión en Energía y Minería (OSINERGMIN), que es responsable de la identificación, se encargará de conducir las acciones para la clasificación, elaboración y actualización, por zonas geográficas, del Registro del Inventario de los Pasivos Ambientales del Subsector Hidrocarburos.

• Publicado el inventario inicial de estos pasivos, se requerirá a los responsables identificados para que en un plazo de 45 días presenten el correspondiente Plan de Abandono.

• Cuando el Osinergmin no pueda contar con información acerca de los titulares de los pasivos ambientales identificados, el Estado asumiráprogresivamente su remediación, priorizando los de mayor urgencia.

• Asimismo, en el caso de los pasivos ambientales cuya remediación sea obligación del Estado, serán remediados tomando en cuenta la relevancia, gravedad y riesgo en que se encuentre el área por remediar, y en función a la afectación de la salud humana, la protección del ambiente, los ecosistemas y los recursos naturales pasibles de afectación.

• 7. Experiencias de remediación de Suelos Contaminados por Hidrocarburos

• La premisa cuando se va a toma la decisión de remediar un pasivo ambiental es la minimización de los residuos “en origen”.

• Esto proporcionará información tal como intensidad(según la destrucción del ambiente sea total, alta, media o baja), el momento en que manifiesta (contaminación de un suelo como consecuencia de que se vayan acumulando contaminantes), persistencia (según sea más o menos fácil de reparar)., y la suma de efectos (a veces la alteración final causada por un conjunto de impactos es mayor que la suma de todos los individuales, efecto sinérgico).

Biopilas de compostaje para recuperar suelos contaminados por hidrocarburos

• Biopilas, se refiere a la formación de montículos del material a ser biotratado mediante la adición de nutrientes y aire en pilas.

• Composteo, adición de material orgánico a las biopilas.

Ventajas• Los contaminantes son destruidos, reduciendo la toxicidad

del sistema.• Relativamente fáciles de diseñar y construir• Requiere de menor inversión• No requiere de un confinamiento posterior

• HPAs de 5 ó 6 anillos presentan resistencia a la degradación.• No se aplica a concentraciones >50,000 mg de TPH/Kg suelo• Presencia de metales pesados (>2,500 mg/Kg suelo)

Limitaciones

Suelo contaminado con hidrocarburos

Realizar estudios de tratabilidad

Definir extensión de contaminación•Volumen•Evaluación de sitio

Criterios de selección

Criterios de selección•TPHs <50,000 mg/Kg•Bacterias heterótrofas 1000 UFC/g suelo•pH 6-9•Capacidad de retención de agua 70-95%•C:N:P:K 100:15:1:1•Metales tóxicos <2500 mg/Kg

Selección del tratamientopor biopilas

EstrategEstrategííaa de trabajode trabajo

Etapa 1Cuantificación del Problema

Etapa 2Búsqueda de residuos y selección primaria de los mismos (Análisis físico-químicos), análisis de

suelos

Etapa 3Diseño

experimental/pruebas de tratabilidad

Etapa 4Diseño de la

biopila e implementación

(laboratorio)Etapa 4

Evaluación del sistema

• La refineria la Pampilla inicio en 1999 un proyecto de remediación empleando biopilas para tratar los suelos del área de la playa afectados por la deposición de residuos de hidrocarburos y subproductos de petróleo. (Ocampo, et, al 2002)

Experiencia en la Refineria la Pampilla

BOMBA PARA AIREACION20 HP

BIOPILAS DE COMPOSTAJE SIN GALLINAZA

O.5% TPH

LMP

BIOPILAS

DE COMPOST

CON GALLINAZA

LMP

Biorremediación Realizada ( bioaumentación)

CostoCostos típicos para la biorremediación realizada son a partir del $30 a $100 por el metro cúbico de suelo. Las variables que afectan el costo son la naturaleza y la profundidad de los contaminantes, y el uso de bioaumentación.

Métodos de Remediación

Landfarming ( Labranza de la tierra)

El suelo superficial contaminado es tratado en lugar labrándose para alcanzar la aireación requerida, y si es necesario, por la adición de enmiendas. La labranza periódica, permite airear los desechos realzando la

actividad biológica.• Costo• Costo del tratamiento de la tierra: $30 a $70 por el metro

cúbico Mas los costos de los estudios previos en laboratorio.

Rizosfera

La rizosfera es una región de aproximadamente 3mm, muy activa química y biológicamente donde interactúan las raíces y los microorganismos. Aca se producen exudados radiculares que atraen a los microorganismos

PLANTAS CON CAPACIDAD PARA TOLERAR HIDROCARBUROS DE PETROLEO

Experiencia de Land Farming

• En Lobitos en Talara (PIURA) se ha reportado la remediación de suelos con concentraciones de TPH de 30.5% empleando la técnica de Land Farming (Navarro et al, 2001). En este proyecto se trataron 1830 m3 de suelo que presentaban concentraciones iniciales de TPH de 30.5%. El proyecto tuvo una duración de 5 meses y se logro reducir las concentraciones de TPH a 1.7%

• La reducción de la concentración de hidrocarburos totales de petróleo (TPH), de 65% para el maíz y 61% para el girasol, en los suelos de los cinco tratamientos evaluados, estaría relacionada al incremento en la concentración de bacterias heterótrofas estimulado por los exudados radiculares de ambas especies. 55

• El Landfarming es una tecnología a escala completa de biorremediación en la cual los contaminantes de suelos, sedimentos, o los lodos son labrados y permite obrar recíprocamente con el suelo y el clima en el sitio.

• La biorremediación es un tratamiento aplicable para algunas zonas del Perú, donde existe una gran variedad de microorganismos que podrían potencialmente ser utilizadas para remediar suelos contaminados por hidrocarburos.

ATENUACION NATURAL

AtenuaciAtenuacióón Naturaln Natural

También conocida como bioatenuación o biorremediación intrínseca, es una estrategia de saneamiento detallada, supervisada y controlada que conduce, a través de los procesos naturales intrínsecos del sitio, a la reducción de la concentración de contaminantes, a niveles que no tengan efectos negativos a la salud humana y sobre el medio ambiente.

•No es sinónimo de alternativa sin acciones•Requiere de evaluar la factibilidad•Dar seguimiento y documentación

Que el contaminante presente en el suelo o el acuífero puede ser efectivamente remediado por los procesos de atenuación natural

•Si la pluma de contaminación es estable o no y el potencial de las condiciones ambientales que influencian la estabilidad de ésta.

•Si la salud humana, fuentes de agua potable, otras aguas subterráneas y superficiales, ecosistemas, sedimentos, aire u otros recursos ambientales, pueden ser impactados a consecuencia de la selección de la AN

La AN debe considerar lo siguiente:

Si el contaminante, por si mismo o como una acumulación con otras fuentes vecinas, pueda ejercer un impacto a largo plazo en los recursos ambientales.

Si el tiempo estimado de remediación es razonable, comparado con los tiempos requeridos para otros métodos activos.•La naturaleza y distribución de la fuente de contaminación y si ésta es o puede ser controlada.

•Si los productos, resultado de la transformación, presentan un mayor riesgo debido al aumento de su toxicidad o movilidad.

Propiedades del Suelo y Factores

Ambientales1. Propiedades del suelo- Materia Orgánica

– Contenido de agua– Textura del suelo– Profundidad de la capa freática– Estructura del suelo

2. Parámetros ambientales que afectan a los contaminantes en el suelo- Temperatura – Precipitación– Evapotranspiración

Propiedades Del Suelo Y Factores

Ambientales

3. Transporte y Transformación de los Contaminantes en el Suelo

- Lixiviación– Adsorción e Intercambio iónico– Volatilización– Fotólisis– Degradación

• Oxidación• Reducción• Degradación Biológica

Profundidad de agua subterránea

Contenido de materia orgánicaPolaridad

Evapotranspiración

Contenido de arcillaNúmero y tipo de grupos funcionales

PrecipitaciónPorosidad, densidad y permeabilidad

Presión de vapor

TemperaturaContenido y retención de aguaSolubilidad

Parámetros Ambientales

Parámetros del SueloParámetros del Contaminante

Cuadro de parámetros del compuesto químico, suelo y ambiente que influyen en el transporte a través del suelo.

•Transformar el contaminante a un compuesto menos tóxico, a través de la biodegradación o transformación abiótica.

•Reducir la concentración del contaminante, por la cual los potenciales de exposición pueden ser reducidos.•Disminuir la movilidad y biodisponibilidad del contaminante a través de la adsorción en el suelo y la matriz rocosa.

La AN debe reducir el riesgo potencial en tres formas:

ESTRATEGIA DE TRABAJOESTRATEGIA DE TRABAJO

Seguimiento de la Atenuación Natural

Localización y selecciónde sitios

Caracterización del sitio

•Historia del sitio

•Uso del Suelo •Mapas•Acuíferos•Pluma de contaminación•Tipo y concentración de contaminantes

Caracterización del sueloFisicoquímicaMicrobiológica

Pruebas de biodegradabilidad

Lisímetros

•Monitoreo en línea•Factibilidad•Modelos matemáticos•Pruebas de Bioestimulación

Sistemas demonitoreo

Criterios para aplicar la Atenuación Natural

como proceso de remediación

Perforación del pozo de monitoreo

Barreno espiral de 4”extrayendo material

Tubería de PVC ranurada y lisa

Terminación del pozode monitoreo

Núcleos en penetrómetro

Proyecto de Atenuación NaturalPozo Campo 10

Plano No. 6 Octubre 2001 Escala. 1:1 500

INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEOPrograma de Biotecnología del Petróleo

Direcciones de escurrimiento superficial

B.N.

SIMBOLOS

Banco de nivel

Estación topográfica

Punto taquimétrico

Cota del terreno natural

Cota del nivel piezométrico

Pozo de monitoreo

Sondeo exploratorio

Pozo petrolero

Arbol

Líneas de sección

50.369

48.856

S-2

PM-3

II'

Dirección de escurrimiento Superficial

Campo X

0

20

40

60

% D

ENSI

DA

D

ARBOREO ARBUSTIVO HERBACEO

ESTRATOS

ESTRATIFICACION VEGETAL EN EL POZO PAREDON 31, TAB.

0

20

40

60

% D

ENSI

DAD

ARBOREO ARBUSTIVO HERBACEO

ESTRATOS

ESTRATIFICACION VEGETAL EN EL POZO CAMPO X, VER.

Estructura y espectro Vegetal

Distribución espacial de la vegetación en Paredón 31,Tab.

NN

L1

L2

L3

L4

L5 L6

P1

P2

P3P4

P5

P6

P7P8

Arbórea

Arbustivo

Pastizal

Herbaceo

Área inundad

Arena

Simbología

Distribución espacial de la vegetación en Campo X,Ver.

13

12

11

10

N

5

4

3

2

1

6

7

8

9

Arbórea

Arbustivo

Pastizal

Herbaceo

Área inundad

Arena

Simbología

TexturapHHumedad

Capacidad de Intercambio Catiónico

Conductividad EléctricaCarbonatosCarbono Orgánico TotalCarbono TotalNitrógeno TotalFósforo Disponible

Porcentaje de saturación de bases (K Ca ++, , Mg++, Na , )

Nitratos, Amonio y NitritosSulfatosFósfatos solubles en agua

Fósforo TotalPlomo orgánicoHidrocarburos Totales de PetróleoBenceno

ToluenoEtilbenceno

XilenoMTBETAMEHidrocarburos Totales, grado diesel

Metales Totales (Al, As, Ba Cd, Cr, Cu, Fe, Hg Ni, Pb, Se, V y Zn)

Cuenta de microorganismos anaerobios

PARÁMETROS QUE A REPORTARSE EN SUELOS

Hidrocarburos Totales de PetróleoHidrocarburos Totales, grado dieselMetales Totales (Al, As, Ag, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Ni, Pb, Se, V y Zn)Cromo Hexavalente

PARÁMETROS A REPORTARSE EN AGUA SUBTERRÁNEA

La desorción térmica es una de las técnicas más utilizadas para la restauración de suelos contaminados por la actividad petrolera de extracción.

La Agencia Para la Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA por sus siglas en inglés) define a la desorción térmica así:

DESORCIÓN TÉRMICA

La desorción térmica es una técnica para tratar la tierra contaminada con desechos peligrosos calentándola a una temperatura de 90°C a 540°C a fin de que los contaminantes con un punto de ebullición bajo se vaporicen (se conviertan en gases) y, por consiguiente, se separen de la tierra. (Si quedan otros contaminantes, se tratan con otros métodos.) Los contaminantes vaporizados se recogen y se tratan, generalmente con un sistema de tratamiento de emisiones. La desorción térmica es diferente de la incineración. La desorción térmica usa el calor de manera indirecta para separar físicamente los contaminantes de la tierra, que después se someten a un tratamiento ulterior. La incineración usa el calor en forma directa para destruir los contaminantes.

Proceso de desorción térmica

Imagen: Guía del ciudadano para la Desorción Térmica. Office of Solid Waste and Emergency Response.

United States Environmental Protection Agency (EPA).

PROCESOS TÉRMICOS

PROCESOS TÉRMICOSDESORCIÓN TÉRMICA

LA DESORCIÓN TÉRMICA PARA EL TRATAMIENTO DE DERRAMES DE HIDORCARBUROS

Por esta razón, el suelo no puede sostener vegetación dado los bajos niveles de nitrógeno y un cambio en el PH.

•Diesel

•Lubricantes

•Aceite

•Petróleo

•Así como los lodos de perforación base aceite

•Posteriormente, el material es analizado y transportado hasta el sitio de disposición.

•También son tratados los sólidos y cortes contaminados con:

•gasolinaA diferencia de lo que define y promueve la EPA como una técnica eficiente y avanzada investigadores españoles señalan que: los grandes inconvenientes de la desorcióntérmica es que con esta técnica, "el suelo queda completamente transformado, sin materia orgánica, sin microorganismos y sin disoluciones.”

UTILIZACIÓN DE DESORCIÓN TÉRMICA EN E.U.Sitios abandonados que han sido limpiados con la tecnología de

desorción térmica dentro del programa de Superfund de los Estados Unidos

Cumplió con las normas.Se trataron 8.400 metros cúbicos de suelos tratados

Contaminantes orgánicos y PAHsGray, MaineMcKin Company, 1986-87

Cumplió con niveles en el suelo y emisiones al aire .

Se trataron 5.100 toneladas de suelos y lodos contaminados

Contaminantes orgánicos e hidrocarburos poliaromáticos (PAHspor sus siglas en inglés)

Adrian, MichiganAnderson Development Co. 1992-1993

CumplimientoResultadosTipos de ContaminanteUbicaciónNombre del Sitio y año de

limpieza

Muchas gracias por su

atencion