Estudio de la contaminación por plomo en suelos de una planta de reciclaje de baterías cerrada en Freire, IX Región.

Abstract

Freire es una comuna de la Provincia de Cautín, IX Región de Chile. Hace unos 30 años operaba en dicha comuna una planta industrial de recuperación de materiales de baterías en desuso, proceso que está asociado a la generación de residuos con plomo. En el año 1996 se dispuso el cierre de la planta, sin embargo, tal acción no se realizó bajo los criterios ambientales actuales. Por esta razón, se sospecha que los suelos de la planta puedan contener altos niveles de plomo, generando un riesgo potencial para la salud de la población y el medio ambiente. Se realizó una campaña de muestreo que consistió en la recolección de 18 muestras simples de suelo a una profundidad de 0-20 cm. el 4 de Octubre de 2016. Se determinó 9 puntos de muestreo dentro del sitio de la planta y otros 8 en los alrededores del mismo correspondientes a los niveles basales o naturales. Los análisis fueron realizados en el Laboratorio de Química Ambiental del Centro Nacional del Medio Ambiente (CENMA). Se determinaron las características físico-químicas de las muestras de suelo: pH (método potenciométrico), humedad (pérdida de peso por evaporación) y materia orgánica (pérdida de peso por calcinación), y las concentraciones de plomo mediante espectrometría de plasma acoplado inductivamente con detector óptico (ICP-OES). No se encontró asociaciones estadísticamente significativas entre las variables pH, humedad y materia orgánica en relación con las concentraciones de plomo. Las concentraciones de plomo en el sitio superaban ampliamente los niveles basales y la normativa de referencia elegida (400 [mg/Kg] EPA). Para evaluar si estas concentraciones suponían un riesgo para la población se utilizó el software IEUBK, el cual permite estimar los niveles de plomo sanguíneo en niños expuestos a plomo medio ambiental. Las concentraciones fueron lo suficientemente altas como para sobrepasar el valor máximo de 30 [μg/dL] de plomo en la sangre para el cual el modelo fue calibrado y validado empíricamente. Para determinar si el plomo tenía la capacidad de alcanzar cuerpos de agua adyacentes al sitio, se llevaron a cabo test de lixiviación (TCLP: método 1311 EPA). Las muestras de suelo se colocaron en contacto con una solución de ácido a pH 4,93 por 18 horas a 23°C, posteriormente, fueron filtradas y se midió la concentración de viii plomo en los filtrados. Las concentraciones de plomo lixiviado por 4 de las 9 muestras fueron superiores a la Concentración Máxima Permisible (5 [mg/L] de acuerdo al DS 148), por lo que se les clasifica como residuos peligrosos y no deben permanecer en el sitio bajo las condiciones actuales. Considerando el riesgo potencial al que está expuesto la población, se proponen medidas tanto a corto como largo plazo. Las primeras, incluyen informar a las autoridades y comunidades, cercar el sitio e instalar letreros de advertencia; mientras que en el caso de las segundas, se plantean 4 alternativas de mitigación con sus respectivas ventajas y desventajas: solidificación/estabilización, lavado de suelo/lixiviación ácida, excavación del suelo y disposición fuera del sitio, y cobertura de suelo.

Freire is a commune located at the Province of Cautín, IX Region of Chile. About 30 years ago, an industrial plant that recovered disused battery materials operated in this commune, process which is associated with the generation of lead waste. In 1996, the plant was stipulated to be closed, however, such action was not carried out under the current environmental criteria. For this reason, it is suspected that the soils of the industrial plant may contain high levels of lead, generating a potential risk to the health of the population and the environment. A sampling campaign was carried out on October 4, 2016, and it consisted in the collection of 18 simple soil samples at a depth of 0-20 cm. 9 sampling points were selected in the industrial plant site and 8 in the surrounding area, corresponding to the background/natural levels. The analyzes were carried out in the Environmental Chemistry Laboratory of the Environment National Center (CENMA). The physico-chemical characteristics of the soil samples were determined: pH (potentiometric method), moisture (loss of weight by evaporation) and organic matter (loss of weight by calcination). Lead concentrations were determined by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). No statistically significant associations were found between pH, moisture and organic matter in relation to lead concentrations. Lead concentrations at the site far exceeded background levels and the chosen reference standard (400 [mg/kg] EPA). IEUBK software was used to evaluate whether these concentrations pose a risk to the population, allowing the estimation of blood lead levels in children exposed to environmental lead. Concentrations were high enough to exceed the maximum value of 30 [μg/dL] of lead in blood for which the model was calibrated and empirically validated. To determine if lead had the capability to reach water bodies adjacent to the industrial plant site, leaching tests (TCLP: method 1311 EPA) were conducted. Soil samples were placed in contact with an acid solution of pH 4.93 for 18 hours at 23°C, after which they were filtered and the concentration of lead in the filtrates was measured. Lead concentrations leached by 4 of the 9 samples were higher than the Maximum Permissible Concentration (5 [mg/L] according to DS 148), therefore, they x were classified as hazardous waste and should not remain in the site under current conditions. Considering the potential risk to which the population is exposed, both short and long term measures are proposed. Short-term measures include informing authorities and communities, fencing the site and installing warning signs. As regards long-term measures, 4 mitigation alternatives are proposed with their respective advantages and disadvantages: solidification/stabilization, soil washing/acid leaching, soil excavation and off-site disposal, and soil-capping.