La cantidad de desechos producidos por la sociedad humana está aumentando. Los desechos sólidos comerciales y domésticos son un gran problema práctico para muchos gobiernos locales. Los desechos industriales suelen tener un volumen mucho menor, pero es más probable que contengan materiales peligrosos, como productos químicos tóxicos, líquidos inflamables y amianto. Aunque la cantidad total es menor, la eliminación de desechos industriales peligrosos ha sido una preocupación mayor que la de los desechos domésticos debido al peligro percibido para la salud y el riesgo de contaminación ambiental.
La generación de residuos peligrosos se ha convertido en un problema importante a nivel mundial. La raíz del problema es la producción y distribución industrial. La contaminación del suelo se produce cuando los desechos peligrosos contaminan el suelo y las aguas subterráneas debido a medidas de eliminación inadecuadas o irresponsables. Los vertederos abandonados o descuidados son un problema particularmente difícil y costoso para la sociedad. A veces, los desechos peligrosos se eliminan ilegalmente y de una manera aún más peligrosa porque el propietario no puede encontrar una forma económica de deshacerse de ellos. Una de las principales cuestiones no resueltas en la gestión de residuos peligrosos es encontrar métodos de eliminación que sean seguros y económicos. La preocupación pública por los desechos peligrosos se centra en los posibles efectos sobre la salud de la exposición a sustancias químicas tóxicas y, en particular, el riesgo de cáncer.
El Convenio de Basilea aprobado en 1989 es un acuerdo internacional para controlar el movimiento transfronterizo de desechos peligrosos y para evitar que los desechos peligrosos se envíen para su eliminación a países que no cuentan con las instalaciones para procesarlos de manera segura. El Convenio de Basilea exige que la generación de desechos peligrosos y el movimiento transfronterizo de los desechos se mantengan al mínimo. El tráfico de residuos peligrosos está sujeto al permiso informado ya las leyes del país receptor. El movimiento transfronterizo de desechos peligrosos está sujeto a buenas prácticas ambientales y la garantía de que el país receptor puede manejarlos de manera segura. Todo el resto del tráfico de desechos peligrosos se considera ilegal y, por lo tanto, con intención delictiva, sujeto a las leyes y sanciones nacionales. Esta convención internacional proporciona un marco esencial para controlar el problema a nivel internacional.
Propiedades peligrosas de los productos químicos
Las sustancias peligrosas son compuestos y mezclas que representan una amenaza para la salud y la propiedad debido a su toxicidad, inflamabilidad, potencial explosivo, radiación u otras propiedades peligrosas. La atención pública tiende a centrarse en los carcinógenos, los desechos industriales, los pesticidas y los peligros de la radiación. Sin embargo, innumerables compuestos que no entran en estas categorías pueden representar una amenaza para la seguridad y la salud del público.
Los productos químicos peligrosos pueden presentar peligros físicos, aunque esto es más común en incidentes industriales y de transporte. Los hidrocarburos pueden incendiarse e incluso explotar. Los incendios y las explosiones pueden generar sus propios peligros tóxicos según los productos químicos que estaban presentes inicialmente. Los incendios que involucran áreas de almacenamiento de pesticidas son una situación particularmente peligrosa, ya que los pesticidas pueden convertirse en productos de combustión aún más tóxicos (como los paraoxones en el caso de los organofosforados) y pueden generarse cantidades sustanciales de dioxinas y furanos dañinos para el medio ambiente a partir de la combustión en el presencia de compuestos de cloro.
La toxicidad, sin embargo, es la principal preocupación de la mayoría de las personas con respecto a los desechos peligrosos. Los productos químicos pueden ser tóxicos para los seres humanos y también pueden ser perjudiciales para el medio ambiente por su toxicidad para las especies animales y vegetales. Aquellos que no se degradan fácilmente en el medio ambiente (una característica llamada biopersistencia) o que se acumulan en el medio ambiente (característica denominada bioacumulación) son de especial preocupación.
El número y la naturaleza peligrosa de las sustancias tóxicas de uso común ha cambiado drásticamente. En la última generación, la investigación y el desarrollo en química orgánica e ingeniería química han introducido miles de nuevos compuestos en un uso comercial generalizado, incluidos compuestos persistentes como los bifenilos policlorados (PCB), pesticidas más potentes, aceleradores y plastificantes con efectos inusuales y poco conocidos. . La producción de productos químicos ha aumentado drásticamente. En 1941, la producción de todos los compuestos orgánicos sintéticos solo en los Estados Unidos, por ejemplo, fue de menos de mil millones de kilogramos. Hoy es mucho mayor que 80 mil millones de kilogramos. Muchos compuestos de uso común en la actualidad se sometieron a pocas pruebas y no se comprenden bien.
Los productos químicos tóxicos también son mucho más intrusivos en la vida diaria que en el pasado. Muchas plantas químicas o vertederos que alguna vez estuvieron aislados o en las afueras de la ciudad se han incorporado a las áreas urbanas debido al crecimiento suburbano. Las comunidades ahora se encuentran más cerca del problema que en el pasado. Algunas comunidades están construidas directamente sobre antiguos sitios de eliminación. Aunque los incidentes que involucran sustancias peligrosas toman muchas formas y pueden ser muy individuales, la gran mayoría parece involucrar una gama relativamente estrecha de sustancias peligrosas, que incluyen: solventes, pinturas y revestimientos, soluciones metálicas, bifenilos policlorados (PCB), pesticidas y ácidos. y álcalis. En estudios realizados en los Estados Unidos, las diez sustancias peligrosas más comunes que se encuentran en los vertederos que requieren la intervención del gobierno fueron plomo, arsénico, mercurio, cloruro de vinilo, benceno, cadmio, PCB, cloroformo, benzo(a)pireno y tricloroetileno. Sin embargo, el cromo, el tetracloroetileno, el tolueno y el di-2-etilhexilftalato también se destacaron entre las sustancias que se pudo demostrar que migraban o para las que existía la posibilidad de exposición humana. El origen de estos desechos químicos varía mucho y depende de la situación local, pero normalmente las soluciones de galvanoplastia, los productos químicos desechados, los subproductos de fabricación y los solventes de desecho contribuyen al flujo de desechos.
Contaminación de aguas subterráneas
La Figura 1 presenta una sección transversal de un sitio hipotético de desechos peligrosos para ilustrar los problemas que pueden surgir. (En la práctica, dicho sitio nunca debe colocarse cerca de un cuerpo de agua o sobre un lecho de grava). En las instalaciones de eliminación (contención) de desechos peligrosos bien diseñadas, existe un sello impermeable eficaz para evitar que los productos químicos peligrosos migren fuera del área. sitio y en el suelo subyacente. Dicho sitio también cuenta con instalaciones para tratar aquellos químicos que pueden ser neutralizados o transformados y para reducir el volumen de desechos que ingresan al sitio; aquellos productos químicos que no pueden ser tratados de esta manera están contenidos en contenedores impermeables. (La permeabilidad, sin embargo, es relativa, como se describe a continuación).
Figura 1. Sección transversal de un sitio hipotético de desechos peligrosos
Los productos químicos pueden escapar por fugas si el contenedor está comprometido, lixiviar si entra agua o derramarse durante la manipulación o después de que se altere el sitio. Una vez que penetran el revestimiento de un sitio, o si el revestimiento está roto o si no hay revestimiento, ingresan al suelo y migran hacia abajo debido a la gravedad. Esta migración es mucho más rápida a través del suelo poroso y es lenta a través de la arcilla y el lecho rocoso. Incluso bajo tierra, el agua fluye cuesta abajo y tomará el camino de menor resistencia, por lo que el nivel del agua subterránea caerá ligeramente en la dirección del flujo y el flujo será mucho más rápido a través de la arena o la grava. Si hay una capa freática debajo de la tierra, los productos químicos eventualmente la alcanzarán. Los productos químicos más livianos tienden a flotar en el agua subterránea y formar una capa superior. Los productos químicos más pesados y los compuestos solubles en agua tienden a disolverse o son arrastrados por el agua subterránea a medida que fluye lentamente bajo tierra a través de rocas porosas o grava. La región de contaminación, llamada penacho, se puede mapear perforando pozos de prueba o perforando pozos. El penacho se expande lentamente y se mueve en la dirección del movimiento del agua subterránea.
La contaminación del agua superficial puede ocurrir por la escorrentía del sitio, si la capa superior del suelo está contaminada, o por el agua subterránea. Cuando el agua subterránea alimenta un cuerpo de agua local, como un río o un lago, la contaminación se transporta a este cuerpo de agua. Algunas sustancias químicas tienden a depositarse en el sedimento del fondo y otras son arrastradas por el flujo.
La contaminación de las aguas subterráneas puede tardar siglos en desaparecer por sí sola. Si los residentes locales utilizan pozos poco profundos como fuente de agua, existe la posibilidad de exposición por ingestión y contacto con la piel.
Preocupaciones por la salud humana
Las personas entran en contacto con sustancias tóxicas de muchas maneras. La exposición a una sustancia tóxica puede ocurrir en varios puntos del ciclo de uso de la sustancia. Las personas trabajan en una planta donde las sustancias surgen como desechos de un proceso industrial y no se cambian de ropa ni se lavan antes de volver a casa. Pueden residir cerca de sitios de eliminación de desechos peligrosos que son ilegales o están mal diseñados o administrados, con oportunidades de exposición como resultado de accidentes o manejo descuidado o falta de contención de la sustancia, o falta de cercas para mantener a los niños fuera del sitio. La exposición puede ocurrir en el hogar como resultado de productos de consumo mal etiquetados, mal almacenados y no a prueba de niños.
Tres rutas de exposición son, con mucho, las más importantes al considerar las implicaciones para la toxicidad de los desechos peligrosos: inhalación, ingestión y absorción a través de la piel. Una vez absorbidos, y dependiendo de la vía de exposición, las personas pueden verse afectadas por los productos químicos tóxicos de muchas maneras. Obviamente, la lista de posibles efectos tóxicos asociados con los desechos peligrosos es muy larga. Sin embargo, la preocupación pública y los estudios científicos han tendido a concentrarse en el riesgo de cáncer y los efectos reproductivos. En general, esto ha reflejado el perfil de peligros químicos en estos sitios.
Se han realizado muchos estudios de residentes que viven alrededor o cerca de dichos sitios. Con algunas excepciones, estos estudios han mostrado muy poco en cuanto a problemas de salud clínicamente significativos y verificables. Las excepciones tienden a ser situaciones en las que la contaminación es excepcionalmente grave y ha habido una vía clara de exposición de los residentes inmediatamente adyacentes al sitio o que beben agua de pozo extraída de aguas subterráneas contaminadas por el sitio. Hay varias razones probables para esta sorprendente ausencia de efectos documentables sobre la salud. Una es que, a diferencia de la contaminación del aire y de las aguas superficiales, las personas no pueden acceder fácilmente a las sustancias químicas de la contaminación terrestre. Las personas pueden vivir en áreas altamente contaminadas por productos químicos, pero a menos que realmente entren en contacto con los productos químicos a través de una de las rutas de exposición mencionadas anteriormente, no se producirá toxicidad. Otra razón puede ser que los efectos crónicos de la exposición a estos químicos tóxicos toman mucho tiempo para desarrollarse y son muy difíciles de estudiar. Otra razón más puede ser que estos productos químicos son menos potentes para causar efectos crónicos en la salud de los humanos de lo que generalmente se supone.
A pesar de los efectos sobre la salud humana, el daño de la contaminación de la tierra a los ecosistemas puede ser muy grande. Las especies de plantas y animales, las bacterias del suelo (que contribuyen a la productividad agrícola) y otros componentes del ecosistema pueden sufrir daños irreversibles por grados de contaminación que no están asociados con ningún efecto visible en la salud humana.
Control del Problema
Debido a la distribución de la población, las restricciones del uso de la tierra, los costos de transporte y la preocupación de la sociedad por los efectos ambientales, existe una intensa presión para encontrar una solución al problema de la eliminación económica de los desechos peligrosos. Esto ha llevado a un mayor interés en métodos como la reducción en la fuente, el reciclaje, la neutralización química y los sitios seguros de eliminación (contención) de desechos peligrosos. Los dos primeros reducen la cantidad de residuos que se producen. La neutralización química reduce la toxicidad del desecho y puede convertirlo en un sólido más fácil de manejar. Siempre que sea posible, se prefiere que esto se haga en el sitio de producción de los desechos para reducir la cantidad de desechos que se deben mover. Para los desechos residuales se necesitan instalaciones de eliminación de desechos peligrosos bien diseñadas, que utilicen las mejores tecnologías disponibles de procesamiento químico y contención.
Los sitios seguros de contención de desechos peligrosos son relativamente costosos de construir. El sitio debe seleccionarse con cuidado para garantizar que no se produzca fácilmente la contaminación de las aguas superficiales y de los principales acuíferos (aguas subterráneas). El sitio debe diseñarse y construirse con barreras impermeables para evitar la contaminación del suelo y las aguas subterráneas. Estas barreras suelen ser revestimientos de plástico pesado y capas de relleno de arcilla apisonada debajo de las áreas de espera. En realidad, la barrera actúa para retrasar el avance y disminuir la permeación que eventualmente ocurre a un ritmo aceptable, uno que no resultará en una acumulación o contaminación significativa de las aguas subterráneas. Permeabilidad es una propiedad del material, descrita en términos de la resistencia del material a la penetración de un líquido o gas en condiciones dadas de presión y temperatura. Incluso la barrera menos permeable, como los revestimientos de plástico o la arcilla empacada, eventualmente permitirá el paso de algún químico líquido a través de la barrera, aunque puede llevar años e incluso siglos, y una vez que se produce la ruptura, el flujo se vuelve continuo, aunque puede ocurrir en una tasa muy baja. Esto significa que el agua subterránea inmediatamente debajo de un sitio de eliminación de desechos peligrosos siempre tiene algún riesgo de contaminación, incluso si es muy pequeño. Una vez que el agua subterránea está contaminada, es muy difícil ya menudo imposible descontaminarla.
Muchos sitios de eliminación de desechos peligrosos se controlan periódicamente con sistemas de recolección y se analizan los pozos cercanos para garantizar que la contaminación no se propague. Los más avanzados se construyen con instalaciones de reciclaje y procesamiento en el sitio o cerca para reducir aún más los desechos que van al sitio de eliminación.
Los sitios de contención de residuos peligrosos no son una solución perfecta al problema de la contaminación del suelo. Requieren experiencia costosa para diseñar, son costosos de construir y pueden requerir monitoreo, lo que crea un costo continuo. No garantizan que la contaminación de las aguas subterráneas no se produzca en el futuro, aunque son eficaces para minimizarla. Una gran desventaja es que alguien, inevitablemente, debe vivir cerca de uno. Las comunidades donde se ubican o se propone ubicar sitios de desechos peligrosos generalmente se oponen fuertemente y dificultan que los gobiernos otorguen la aprobación. Esto se denomina síndrome de “no en mi patio trasero” (NIMBY, por sus siglas en inglés) y es una respuesta común a la ubicación de instalaciones consideradas indeseables. En el caso de los sitios de desechos peligrosos, el síndrome NIMBY tiende a ser especialmente fuerte.
Desafortunadamente, sin sitios de contención de desechos peligrosos, la sociedad puede perder el control de la situación por completo. Cuando no se dispone de un sitio para desechos peligrosos, o cuando es demasiado costoso utilizar uno, los desechos peligrosos a menudo se eliminan ilegalmente. Tales prácticas incluyen verter desechos líquidos en el suelo en áreas remotas, descargar los desechos en desagües que van a las vías fluviales locales y enviar los desechos a jurisdicciones que tienen leyes más laxas que rigen el manejo de desechos peligrosos. Esto puede crear una situación aún más peligrosa que la que crearía un sitio de eliminación mal administrado.
Hay varias tecnologías que se pueden utilizar para eliminar los residuos restantes. La incineración a alta temperatura es uno de los medios más limpios y efectivos para eliminar desechos peligrosos, pero el costo de estas instalaciones es muy alto. Uno de los enfoques más prometedores ha sido la incineración de desechos tóxicos líquidos en hornos de cemento, que funcionan a las altas temperaturas necesarias y se encuentran tanto en el mundo en desarrollo como en el desarrollado. La inyección en pozos profundos, por debajo del nivel freático, es una opción para los productos químicos que no se pueden eliminar de ninguna otra manera. Sin embargo, la migración del agua subterránea puede ser complicada y, a veces, situaciones de presión inusuales bajo tierra o fugas en el pozo conducen a la contaminación del agua subterránea de todos modos. La deshalogenación es una tecnología química que elimina los átomos de cloro y bromo de los hidrocarburos halogenados, como los PCB, para que puedan eliminarse fácilmente mediante incineración.
Un problema importante sin resolver en el manejo de desechos sólidos municipales es la contaminación por desechos peligrosos desechados por accidente o intencionalmente. Esto se puede minimizar desviando la eliminación a un flujo de desechos separado. La mayoría de los sistemas municipales de desechos sólidos desvían los desechos químicos y otros desechos peligrosos para que no contaminen el flujo de desechos sólidos. Idealmente, la corriente de desechos separados debería desviarse a un sitio seguro de eliminación de desechos peligrosos.
Existe una necesidad apremiante de instalaciones que recolecten y eliminen adecuadamente pequeñas cantidades de desechos peligrosos, a un costo mínimo. Las personas que se encuentran en posesión de una botella o lata de solventes, pesticidas o algún polvo o líquido desconocido generalmente no pueden pagar el alto costo de la eliminación adecuada y no comprenden el riesgo. Se necesita algún sistema para recolectar tales desechos peligrosos de los consumidores antes de que se viertan en el suelo, se tiren por el inodoro o se quemen y se liberen al aire. Varios municipios patrocinan días de “redada de tóxicos”, en los que los residentes llevan pequeñas cantidades de materiales tóxicos a un lugar central para su eliminación segura. Se han introducido sistemas descentralizados en algunas áreas urbanas, que involucran la recolección local o en el hogar de pequeñas cantidades de sustancias tóxicas para su eliminación. En los Estados Unidos, la experiencia ha demostrado que las personas están dispuestas a conducir hasta cinco millas para deshacerse de los desechos tóxicos domésticos de manera segura. Se necesita urgentemente la educación del consumidor para promover la conciencia de la toxicidad potencial de los productos comunes. Los pesticidas en latas de aerosol, blanqueadores, limpiadores domésticos y líquidos de limpieza son potencialmente peligrosos, especialmente para los niños.
Sitios de Eliminación de Desechos Peligrosos Abandonados
Los sitios de desechos peligrosos abandonados o inseguros son un problema común en todo el mundo. Los sitios de desechos peligrosos que necesitan ser limpiados son grandes pasivos para la sociedad. La capacidad de los países y las jurisdicciones locales para limpiar los principales sitios de desechos peligrosos varía mucho. Idealmente, el propietario del sitio o la persona que creó el sitio debería pagar por su limpieza. En la práctica, tales sitios a menudo han cambiado de manos y los dueños anteriores a menudo han quebrado, los dueños actuales pueden no tener los recursos financieros para limpiar, y el esfuerzo de limpieza tiende a retrasarse por períodos muy largos debido a costosas reparaciones técnicas. estudios seguidos de batallas legales. Los países más pequeños y menos prósperos tienen poca influencia en la negociación de limpiezas con los propietarios actuales del sitio o las partes responsables, y no cuentan con recursos sustanciales para limpiar el sitio.
Los enfoques tradicionales para limpiar sitios de desechos peligrosos son muy lentos y costosos. Requiere experiencia altamente especializada que a menudo escasea. Primero se evalúa un sitio de desechos peligrosos para determinar qué tan grave es la contaminación del suelo y si el agua subterránea está contaminada. Se determina la probabilidad de que los residentes entren en contacto con sustancias peligrosas y, en algunos casos, se calcula una estimación del riesgo para la salud que esto representa. Deben decidirse los niveles de limpieza aceptables, la medida en que la exposición debe reducirse en última instancia para proteger la salud humana y el medio ambiente. La mayoría de los gobiernos toman decisiones sobre los niveles de limpieza mediante la aplicación de varias leyes ambientales aplicables, estándares de contaminación del aire, estándares de agua potable y en base a una evaluación de peligros de los riesgos para la salud que presenta el sitio en particular. Por lo tanto, los niveles de limpieza se establecen para reflejar las preocupaciones ambientales y de salud. Se debe tomar una decisión sobre cómo se va a remediar el sitio, o cuál es la mejor manera de lograr esta reducción en la exposición. La remediación es un problema técnico de lograr estos niveles de limpieza mediante ingeniería y otros métodos. Algunas de las técnicas que se utilizan incluyen la incineración, la solidificación, el tratamiento químico, la evaporación, el lavado repetido del suelo, la biodegradación, la contención, la eliminación del suelo fuera del sitio y el bombeo de aguas subterráneas. Estas opciones de ingeniería son demasiado complejas y específicas de las circunstancias para describirlas en detalle. Las soluciones deben adaptarse a la situación particular y los fondos disponibles para lograr el control. En algunos casos, la remediación no es factible. Luego se debe tomar una decisión sobre qué uso de la tierra se permitirá en el sitio.