Embed Size (px)
Citation preview
Red de Comunicación e Integración Biomédica Red CIB
13 de agosto del 2009
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZ
INSTITUTO DE CIENCIAS BIOMÉDICAS
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS
CUANTIFICACIÓN DE COLIFORMES FECALES EN LODOS
RESIDUALES DURANTE EL PROCESO DE SECADO SOLAR
POR
CYNTHIA FIGUEROA HERNÁNDEZ
DIRECTORA DE TESIS
DRA. ALMA DELIA COTA ESPERICUETA
TESIS
LICENCIATURA EN QUÍMICA
CIUDAD JUÁREZ, CHIH. NOVIEMBRE, 2007
✣ Autor de correspondencia
i
CUANTIFICACIÓN DE COLIFORMES FECALES EN LODOS RESIDUALES
DURANTE EL PROCESO DE SECADO SOLAR
POR
CYNTHIA FIGUEROA HERNÁNDEZ
TESIS
_____________________________________________________ DRA. ALMA DELIA COTA ESPERICUETA DIRECTORA DE INVESTIGACIÓN _____________________________________________________ M. en C. KATYA AIMEÉ CARRASCO URRUTIA COORDINADORA DEL PROGRAMA DE QUÍMICA _____________________________________________________ DR. GILBERTO REYES LEAL JEFE DEL DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS _____________________________________________________ M.C. HUGO SALVADOR STAINES OROZCO DIRECTOR DEL INSTITUTO DE CIENCIAS BIOMÉDICAS
FECHA:____________________________________
ii
DEDICATORIA
A Dios.
A mis padres, el Lic. Gerardo Figueroa y Gloria Hernández
quienes en todo momento me brindaron su amor, comprensión,
ayuda, apoyo incondicional y más.
A mi hermana Jessica, que además de ser mí mejor amiga,
siempre me ofreció su compañía y ayuda.
iii
AGRADECIMIENTOS
Agradezco al ICB por haber apoyado en la construcción del dispositivo experimental
y el sistema automático de control, a PROMEP por el financiamiento de los
reactivos, a la JMAS y PTAR zona Norte por la facilitación del material de
experimentación.
En agradecimiento muy especial y con toda mi más grande admiración a un gran
ejemplo a seguir; la Dra. Alma Delia Cota Espericueta, por su asesoría, enseñanza y
apoyo durante la realización de esta investigación.
A mis compañeros y amigos del Laboratorio de Ciencias Ambientales: Claudia Avítia,
Edgar Espinoza, Diego Fayett, Gilberto Lares y Fabiola Sotelo quienes junto
conmigo formaron parte de este proyecto y a quienes agradezco su valiosa
colaboración para la realización de mi investigación, pero sobre todo por haberme
dejado una gran enseñanza como lo es el trabajo en equipo.
A mis primos Benelia, Beto, Kevin y Masthay; los mejores y más locos amigos que
alguien pueda tener… y a quienes les agradezco profundamente que siempre me
hayan brindado su fiel e incondicional amistad en los buenos y no tan buenos
momentos compartidos.
A mis dos grandes amigas Karina López y Lilia Salas, de las cuales me siento muy
orgullosa por todo lo que han logrado y con las cuales estaré siempre agradecida por
todos estos años de amistad.
iv
A Roman; gracias por tu tiempo y paciencia. Me siento muy afortunada por haber
tenido la oportunidad de conocerte y te agradezco de todo corazón la ayuda y apoyo
que me brindaste durante todo este tiempo. Eres una persona muy especial para mí.
A mi maestra y compañeros de Tesis III, a la Dra. Laura De la Rosa por su apoyo y a
Karys, Ferni, “Karolina”, Memo, Indira, Gil, Mukthar, Mike, Claudia, Griselda y
Carlos, con quienes compartí muchos momentos de tensión y estrés “al 100” pero que
con su amistad, paciencia y buen humor hicieron de esos días aún mejores.
A mis profesores: Dra. Alma Cota; M.C Laura Santana; Dra. Alba Corral; Dra.
Laura De la Rosa; M.C Katya Carrasco; Dr. Gilberto Reyes; I.Q Paty Ramírez; I.Q
Zulema Poncio; Ing. Luis Carlos Olivares; Q.B.P Ana Rosa Alvarado; Q. Armando
Márquez; Q.B. Rosa Emma Vásquez; Q.B.P Julio César Del Hierro; Dr. Emilio
Álvarez; M.C Jesús Ángel Araujo; M.C Jorge Baylón; Q. Laura Apodaca; M.V.Z.
Jorge González; Q.B.P Araceli Salazar; Q.B.P Cynthia Silva; Q.B.P Sara
Hernández; Q.F.B Ma. Elena Morales; I.Q Lorenza Holguín; Ing. Hugo Merino;
Ing. Guillermo Barraz; Ing.Baltazar Corral; Dr. Jorge Álvarez; Lic. Liliana
Jáuregui; Q.B.P Paty Olivas; Ing. Alberto Borrego; Ing. Alfredo Acosta; Ing. Ramón
Ramírez, Lic. Liliana Ramos, Profr. Gerardo González, Lic. Cutberto Alzatre; Lic.
Raúl Carrillo.
A quienes les doy las gracias por todas sus enseñanzas y ayuda brindada a lo largo de
estos cuatro años de formación académica.
Y a todas esas personas tan especiales para mí que participaron de forma directa o
indirectamente en la realización de este trabajo y a quienes sinceramente les
agradezco de todo corazón su apoyo.
v
RESUMEN
La alta producción de lodos generados en plantas tratadoras de aguas
residuales (PTAR) de Ciudad Juárez representa una gran problemática
ecológica, social y tecnológica, debido a su mal manejo, procesamiento y
disposición final. Los lodos son sustancias de carácter nocivo para la salud de
los seres vivos y de los ecosistemas; además de poseer entre el 60 y 90 %
dependiendo de las tecnologías utilizadas. Estos lodos contienen organismos
patógenos que como Salmonella spp, huevos de helminto, coliformes fecales
y sustancias tóxicas como metales pesados. Diversas enfermedades
gastrointestinales pueden ocurrir por la dispersión de patógenos ocasionada
por la acción del viento y vectores. La utilización de tecnologías de secado
solar constituye una alternativa económica y tecnológicamente viable para la
eliminación del agua y altos contenidos de microorganismos patógenos. Para
contribuir en la solución de esta problemática, los lodos de la PTAR Norte de
Juárez fueron procesados en un secador solar con el propósito de buscar
mejores mecanismos de manejo y disposición. En este estudio se
cuantificaron coliformes fecales en los lodos durante el proceso solar. La
metodología utilizada para la cuantificación fue adoptada de la Norma Oficial
Mexicana NOM-004-SEMARNAT-2002. Las variables como la humedad,
temperatura, pH y radiación demostraron ser factores importantes para el
crecimiento y sobrevivencia de las bacterias. Se observó un comportamiento
de secado del tipo exponencial, a los 4 días de residencia se eliminaron el
98.5 % de los patógenos, de una concentración inicial de 4x106 NMP/g de lodo
seco de coliformes fecales.
vi
TABLA DE CONTENIDO
Página
Introducción ................................................................................... 1
Capítulo 1 ................................................................................... 2
1.1 Antecedentes ................................................................... 2
1.2 Hipótesis .......................................................................... 8
1.3 Objetivos .......................................................................... 8
Capítulo 2 ................................................................................... 9
2.1 Materiales ........................................................................ 9
2.1.1 Dispositivo experimental y su operación ......................... 9
2.1.2 Punto generador de la muestra ....................................... 11
2.2 Métodos ........................................................................... 12
2.2.1 Muestreo dinámico .......................................................... 13
2.2.2 Coliformes fecales y su determinación microbiológica .... 13
2.2.3 Contenido de agua en lodos ............................................ 15
2.2.4 Preparación de soluciones .............................................. 15
2.2.5 Preparación de diluciones ............................................... 16
2.2.6 Identificación de colonias de coliformes fecales .............. 18
2.2.7 Análisis cuantitativo ......................................................... 18
2.2.8 pH de lodos ..................................................................... 19
vii
Capítulo 3 ................................................................................... 20
3.1 Resultados y discusión .................................................... 20
3.1.1 Remoción de agua en lodos ............................................ 20
3.1.2 Eliminación de coliformes fecales ................................... 22
3.1.3 Coliformes fecales vs pH de lodos .................................. 24
3.1.4 Radiación solar de durante el secado solar .................... 25
3.2 Conclusiones ................................................................... 26
3.3 Recomendaciones ........................................................... 27
3.4 Plan de difusión ............................................................... 28
Literatura citada ................................................................................... 29
Anexo 1. Relatoría de la problemática de lodos.. ................................. 31
Anexo 2. Tabla del NMP ....................................................................... 37
viii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura Página
1 Estadística de la problemática de contaminación respecto a
lodos generados en las PTAR de Ciudad Juárez.. .................... 6
2 Dispositivo experimental de secado solar.................................. 10
3 Procesos térmicos de secado solar .......................................... 11
4 Esquema de la preparación de diluciones ................................ 17
5 Porcentaje de humedad contenida en lodos
durante el secado solar ............................................................. 21
6 Concentraciones de coliformes fecales durante
el secado solar ........................................................................... 23
7 Radiación solar de lodos durante el secado solar ..................... 25
ix
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla Página
I Clasificación de biosólidos respecto a sus límites
máximos permisibles ................................................................. 4
II Clasificación de biosólidos de acuerdo a su aprovechamiento . 4
III Indicadores comunes de contaminación fecal ........................... 14
IV Temperaturas del lodo y radiación incidente ............................. 24
V Valores de pH de los lodos ........................................................ 24
x
GLOSARIO
Agua destilada: Agua que ha sido depurada mediante calentamiento hasta
evaporación y condensada después en otro envase, para obtener agua liquida
libre de solutos no volátiles.
Aguas residuales: Las aguas de composición variada provenientes de las
descargas de usos municipales, industriales, comerciales, de servicios,
agrícolas, pecuarios, domésticos, incluyendo fraccionamientos y en general de
cualquier otro uso, así como la mezcla de ellas.
Almacenamiento: Acción de mantener en un sitio los lodos y biosólidos,
hasta su aprovechamiento o disposición final.
Aprovechamiento: Es el uso de los biosólidos como mejoradores o
acondicionadores de los suelos por su contenido de materia orgánica y
nutrientes, o en cualquier actividad que represente un beneficio.
Atracción de vectores: Es la característica de los lodos y biosólidos para
atraer vectores como roedores, moscas, mosquitos u otros organismos
capaces de transportar agentes infecciosos.
Bacilos: Cualquier bacteria en forma de bastón.
Biosólidos: Lodos que han sido sometidos a procesos de estabilización y que
por su contenido de materia orgánica, nutrientes y características adquiridas
después de su estabilización, puedan ser susceptibles de aprovechamiento.
Coliformes fecales: Bacterias patógenas presentes en el intestino de
animales de sangre caliente y humanos. Bacilos cortos Gram negativos no
esporulados, también conocidos como coliformes termotolerantes. Pueden
identificarse por su tolerancia a temperaturas de 44 a 45 °C. Tienen la
capacidad de fermentar la lactosa a temperatura de 44 °C. Incluyen los
géneros de Escherichia y algunas especies de Klebsiella.
Dilución: Técnica de laboratorio en la cual se disminuye la concentración de
una sustancia, en una serie de cantidades proporcionales.
xi
Disposición final: La acción de depositar de manera permanente lodos y
biosólidos en sitios autorizados.
Estabilización: Son los procesos físicos, químicos o biológicos a los que se
someten los lodos para acondicionarlos para su aprovechamiento o
disposición final para evitar o reducir sus efectos contaminantes al medio
ambiente. La estabilización alcalina es el proceso mediante el cual se añade
cal viva (óxido de calcio) a la masa de lodos y biosólidos para elevar el pH.
Esterilización: Técnica para la destrucción de microorganismos utilizando
calor, agua, productos químicos o gases.
Gram-negativo: Que presenta el color rosado de la contracoloración utilizada
en el método de Gram de tinción de microorganismos. Esta propiedad es un
método fundamental para identificar organismos en microbiología.
Límite máximo permisible: Valor asignado a un parámetro, el cual no debe
ser excedido por los lodos y biosólidos para que puedan ser dispuestos o
aprovechados.
Lodos: :Son sólidos con un contenido variables de humedad, provenientes
del desazolve de los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, de las
plantas potabilizadoras y de las plantas de tratamiento de aguas residuales,
que no han sido sometidos a procesos de estabilización.
Medio de cultivo: Es una sustancia que proporciona un ambiente nutritivo
para el crecimiento de microorganismos ó células.
Microorganismos: organismo de tamaño inferior al poder de discriminación
del ojo (0.1mm) y cuya observación requiere el uso de técnicas microscópicas.
Muestra: Pequeña porción extraída o seccionada de una sustancia
cualquiera, a fin de poder examinar sus características.
Parásito: Organismo animal o vegetal que vive sobre o dentro de un individuo
de otra especie.
Patógeno: Todo microorganismo capaz de producir enfermedad.
Periodo de incubación: Es tiempo entre la exposición a un organismo
patógeno y el comienzo de los síntomas de enfermedad. Tiempo necesario
xii
para inducir el desarrollo el embrión a partir de un huevo o el desarrollo y la
replicación de células titulares ó microorganismo en un medio de cultivo.
pH: Escala que representa la acidez relativa (o alcalinidad) de una solución,
en la que un valor de 7.0 es neutro, por debajo de 7.0 es ácido y por encima
de 7.0 es alcalino. El valor numérico del pH es igual al logaritmo negativo de la
con concentración de iones hidronio expresada en moles por litro.
Salmonella spp.: Bacilos mótiles por sus flagelos perítricos, que fermentan
de manera característica glucosa y manosa sin producir gas, pero no
fermentan lactosa ni sacarosa. La mayoría fermentan sulfuro de hidrógeno
(H2S).
Sólidos totales (ST): Son los materiales residuales que permanecen en los
lodos y biosólidos, que han sido deshidratados entre 103 a 105 °C, hasta
alcanzar un peso constante y son equivalentes en base a peso seco.
1
INTRODUCCIÓN
En Ciudad Juárez, el manejo y la disposición de los lodos generados en
plantas tratadoras de aguas residuales (PTAR) representan una problemática
ecológica y social; además de la tecnológica. Los lodos están compuestos de
sustancias de carácter ofensivo para la salud de la población debido a su
toxicidad. La alta producción diaria de 215 ton de estos residuos hace difícil y
costoso el manejo, el procesamiento y la disposición final. Actualmente, estos
lodos tienen como destino final predios de la Junta Municipal de Agua y
Saneamiento (JMAS) en las afueras de la Ciudad para su secado a la
intemperie. Esta práctica ha ocasionado una gran contaminación ambiental
por olores fétidos y dispersión de patógenos por el viento. Los lodos contienen
elevadas cantidades de agua; una relación aproximada de volumen entre
material seco y agua es de 20 a 80 %. En lo particular, la Ciudad tiene dos
PTAR principales, las plantas Norte y Sur; de estas ninguna cuenta con un
sistema de secado de lodos. Para ciudades en desarrollo, como lo es Ciudad
Juárez, es primordial tratar la mayoría de las aguas residuales; sin embargo,
esto traería como consecuencia un drástico incremento en la producción de
lodos, suscitando un problema ambiental de gran magnitud por contaminación
hacia los ecosistemas y la salud humana. El objetivo principal de este trabajo
fue identificar y cuantificar coliformes fecales en lodos residuales generados
en la PTAR Norte durante el proceso de secado solar; paralelamente a
determinar la efectividad de eliminación de agua con dicho sistema alterno. El
secador solar representa una alternativa potencial para reducir volumen de
lodos y para darle un mejor aprovechamiento a los biosólidos.
2
PORTADA
TABLA DE CONTENIDO
CAPÍTULO 1
En este capítulo se describirá la problemática ecológica, social y tecnológica
ocasionada por la alta producción de lodos en las PTAR de Ciudad Juárez.
Actualmente, en esta ciudad, no se cuenta con un sistema adecuado para el
secado de los lodos. Con este estudio se busca demostrar la eficacia
tecnológica y económica para la reducción de volumen y para la aniquilación
de patógenos mediante un secador solar.
1.1 Antecedentes
Actualmente en México, la mayoría de los lodos provenientes de las PTAR
terminan mezclados con tierra y depositados en rellenos sanitarios para su
degradación posterior (BECC, 2004). Sin embargo, los lodos pueden ser
aprovechados para la producción de biogás mediante procesos anaerobios o
utilizados como fertilizantes en actividades agrícolas productivas (Llamas et
al., 2004). Según la Norma Oficial Mexicana NOM-004-SEMARNAT-2002, los
biosólidos se definen como lodos que han sido sometidos a procesos de
estabilización y que por su contenido de materia orgánica, nutrientes y
características adquiridas después de su estabilización, pueden ser
susceptibles de aprovechamiento (SEMARNAT, 2002). Los biosólidos pueden
ser aplicados a tierras agrícolas, forestales y tierras no tratadas (Metcalf &
Eddy, 2003). La materia orgánica es una excelente opción para suelos con
deficiencia de nutrientes para favorecer los cultivos (Maboetaetal.,2002).
La aplicación de biosólidos en suelos podría ser una buena opción para su
depósito final, transformando un desecho en un buen recurso. En el estado de
California en E.U.A., con frecuencia se aplican biosólidos a terrenos agrícolas;
3
cumpliendo siempre las normas descritas por el Control de Recursos del
Estado de California. Estas normas prohíben la aplicación de biosólidos a
sitios sensibles como residencias, carreteras, zonas acuíferas, pozos y límites
apropiados (Metcalf & Eddy, 2003). En Cataluña, España, los lodos de PTAR
también son utilizados como fertilizante en la agricultura (Abad et al., 2005).
En Suecia, en el 2004, el gobierno aprobó un estudio sobre la recirculación de
biosólidos y lodos residuales para su aprovechamiento, para contribuir a una
sociedad sustentable. Se realizó un estudio en ocho PTAR, a las cuales, se
les aplicó un método de tratamiento para la detección de bacterias zoonóticas
de importancia para el ciclo ecológico en lodos. Así mismo, se determinaron
patógenos que representan riesgos cuando son utilizados en la agricultura sin
un tratamiento previo de estabilización (Sahlström et al., 2004). Los lodos
provenientes de las industrias también pueden ser aplicados como fertilizante
de suelos, debido a su alto contenido de materia orgánica y nutrientes
esenciales para los suelos (Edson et al., 2006). La aplicación de biosólidos en
suelos forestales tiene algunas ventajas como el que sus cosechas no son
comestibles y por lo tanto minimizan el contacto y exposición humana,
también que estos lugares se encuentran a las fueras y lejos de la población,
además de que los lodos pueden ser aplicados en cualquier época del año.
Una desventaja es el alto contenido de material tóxico que representa un
riesgo de contaminación ambiental (Benbrahim et al., 2006).
El uso de los biosólidos en actividades productivas depende directamente de
su calidad en términos de ciertos contaminantes. La NOM-004-SEMARNAT-
2002 se refiere a lodos y biosólidos; y presenta las especificaciones y límites
máximos permisibles de contaminantes para su aprovechamiento y
disposición final. En la Tabla I se presenta la clasificación de los biosólidos en
función de límites máximos permisibles de metales pesados, huevos de
helminto, Salmonella spp. y coliformes fecales; y en la Tabla II se presenta el
tipo de usos permitidos de los biosólidos tomando como referencia la
clasificación mostrada en la Tabla I.
4
Tabla I. Clasificación de biosólidos respecto a límites máximos permisibles de metales pesados, parásitos y patógenos. Tabla adaptada de la NOM-004-SEMARNAT 2002.
Contaminante Clasificación
Metales Pesados determinados en forma total
Excelente mg/kg ST
Bueno mg/kg ST
Arsénico 41 75 Cadmio 39 85 Cromo 1200 3000 Cobre 1500 4300 Plomo 300 840 Mercurio 17 57 Níquel 420 420 Zinc 2800 7500 Patógenos (NMP/g ST♣) A B C Coliformes fecales < 1000 < 1000 < 2 000 000 Salmonella spp. < 3 < 3 < 300 Parásitos (huevos/g ST) A B C Huevos de helminto < 1 < 10 < 35
Tabla II. Clasificación de biosólidos de acuerdo a su aprovechamiento (SEMARNAT, 2002).
Tipo Clase Aprovechamiento
Excelente A • Usos urbanos con contacto público
directo durante su aplicación. • Los establecidos para clase B y C.
Excelente o bueno B
• Usos urbanos sin contacto público directo durante su aplicación.
• Los establecidos para clase C.
Excelente o bueno C
• Usos forestales. • Mejoramiento de suelos. • Usos agrícolas.
El alto contenido de agua en los lodos, entre 60 y 90 %, exige la aplicación de
procesos de secado, para facilitar su manejo y disposición y además para
reducir los altos costos por los grandes volúmenes manejados. Existen
diferentes sistemas para este propósito entre los que se encuentran
secadores convencionales basados en la quema de combustibles fósiles ♣ ST se refiere a Sólidos Totales
5
como el gas natural o el combustóleo (Llamas et al., 2004); el secado a la
intemperie y sistemas solares de secado. En lo particular, los secadores
solares presentan ventajas técnicas y económicas ya que son sistemas de
bajo costo de inversión y operación; además, son aptos para el manejo de
grandes volúmenes de lodos y no requieren gente especializada para su
operación (Cota et al., 2006; Luboschik, 1999). La desventaja es que
requieren de grandes áreas de captación solar.
De acuerdo a la revisión bibliográfica realizada, referente a secadores solares
de lodos residuales, no se encontraron estudios de la caracterización química,
fisicoquímica y toxicológica durante el secado de lodos utilizando un sistema
solar. En 1999 Luboschik presentó los aspectos tecnológicos de eliminación
de agua y el beneficio económico. En el presente estudio se busca generar
información respecto a la operación del secador solar y su caracterización
toxicológica.
En el 2004, la PROFEPA efectuó una relatoría de la problemática de los lodos
residuales de las PTAR en Ciudad Juárez (Anexo 1).
En la Figura 1 se presentan los resultados de una investigación referente a
diferentes problemáticas derivadas del manejo y disposición de los lodos. La
información de la Figura 1 fue clasificada a partir de los 134 artículos que
fueron publicados por los diarios Norte y Diario de Juárez entre el 2002 y el
2007. Esta gráfica refleja la queja social. La mala disposición de lodos a la
intemperie, fue un problema recurrente en todos los años de la investigación,
este problema se maximizo en el 2003 y el 2004. Las consecuencias a esta
práctica son la contaminación al suelo y dispersión de microorganismos
patógenos y olores desagradables. En el Valle de Juárez también se
mostraron inconformidades por parte de los agricultores, ya que sus tierras de
cultivo estuvieron siendo utilizadas como depósitos de lodos de las PTAR, es
por eso que manifestaron su desconcierto a las autoridades municipales en su
mayoría en el año 2002. Desde el año 2002 hasta el 2007 se reportaron varios
6
artículos donde se contemplaron posibles daños a la salud; como resultado de
distintos laboratorios de Ciudad Juárez. Las PTAR fueron el blanco de la
queja social donde se involucraron diferentes aspectos relacionados al manejo
y la disposición final. La JMAS también contribuyó de manera conflictiva en el
año 2004 al hacer caso omiso de inspecciones realizadas por la PROFEPA.
Figura 1. Problemática de contaminación respecto a lodos generados en la PTAR de Ciudad
Juárez. Información compilada de los diarios locales Norte y Diario de Juárez desde el año
2002 al 2007.
También publicaron diferentes artículos referente al tratado internacional que
se dictamino en esta frontera para llegar a un acuerdo para la disposición de
los lodos, cabe mencionar que en el 2005 se rechazó este tipo de acuerdos
7
por parte de los E.U.A., debido a la falta de propuestas y de caso omiso por
parte de las PTAR. También se publicaron en estos diarios, en su mayoría en
el año 2004, quejas por parte de los vecinos de fraccionamientos aledaños a
la PTAR Norte debido a los olores desagradables emanados de ese lugar.
A la par se publicaron casos de los incendios constantes en el Relleno
Sanitario provocados por la producción de metano debido al mal proceso de
estabilización y secado. Por otra parte la PROFEPA se encargó de realizar
varias inspecciones en las PTAR encontrando varias irregularidades e
incumplimientos en cuanto a manejo y disposición de los lodos así como la
falta de seguimiento de las normas dictaminadas por la SEMARNAT, en su
mayoría en el año 2004, recibiendo caso omiso por parte de las PTAR.
Un problema adicional a los lodos es el desarrollo de focos de infección.
Diversas enfermedades gastrointestinales pueden ocurrir por dispersión de
patógenos debido a la acción del viento y atracción de vectores. De acuerdo a
la NOM-004-SEMARNAT-2002 los microorganismos pueden ser estabilizados
o aniquilados, en lodos no estabilizados al reducir la humedad hasta en un 90
%. La utilización de un secado solar constituye una alternativa económica y
tecnológicamente viable para la eliminación del agua y microorganismos
patógenos en lodos. Para contribuir en la solución de esta problemática de
contaminación ambiental, se ha construido un secador solar con el propósito
de mejorar los mecanismos locales de manejo y disposición de los lodos. El
dispositivo experimental está localizado en las instalaciones del Instituto de
Ciencias Biomédicas de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez (ICB-
UACJ). En este estudio se identificaron y cuantificaron coliformes fecales
presentes en los lodos durante el secado solar como parte de un estudio
toxicológico y para determinar la potencialidad de uso en actividades
agrícolas.
8
1.2 Hipótesis
Al finalizar el proceso de secado solar, los lodos procesados son
deshidratados en un 90 % y con ello ocurre la eliminación de coliformes
fecales al 99 %.
1.3 Objetivos
El objetivo general de este estudio es identificar y cuantificar organismos
coliformes fecales durante el proceso de secado solar de los lodos generados
en la PTAR zona Norte de Ciudad Juárez, mediante la técnica de tubos de
fermentación múltiple. Para el llevar a cabo del objetivo general del estudio se
deberá cumplir con los objetivos particulares de: (1) iniciar la operación del
dispositivo experimental de secado solar; (2) estandarizar la técnica
microbiológica de análisis y (3) cuantificar los coliformes fecales durante el
proceso de secado.
9
PORTADA
TABLA DE CONTENIDO
CAPÍTULO 2
Un prototipo experimental de secado solar fue construido para proponer una
solución parcial al problema de lodos generados en las PTAR en Ciudad
Juárez. Este dispositivo se encuentra instalado en el Instituto de Ciencias
Biomédicas de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez (ICB-UACJ). En
este estudio, se cuantificaron coliformes fecales en los lodos durante el
proceso de secado solar. La determinación de las bacterias se realizó
mediante la técnica microbiológica de tubos de fermentación múltiple o
comúnmente llamada técnica del número más probable (NMP). Todas las
determinaciones se realizaron en el Laboratorio de Ciencias Ambientales del
ICB-UACJ.
2.1 Materiales
2.1.1 Dispositivo experimental y su operación
El secador solar consta de una estructura de hierro forjado con semejanza a
una casa de dos aguas, cuyas paredes están formadas por un material
transparente a la radiación solar. El dispositivo cuenta con un área de
captación solar de 4.5 m2 y está constituido por el lecho del material, los
sistemas de ventilación y extracción; sistemas automáticos de control y
adquisición de datos y además, para facilitar el muestreo, está provisto de seis
ventanillas laterales. En la Figura 2 se muestra el dispositivo experimental y
sus componentes.
La radiación solar ingresa al dispositivo secador a través de su cubierta
transparente; parte de dicha energía es absorbida por el lodo residual. Debido
al efecto invernadero, causado por la selección de materiales y la
10
hermeticidad del sistema, las temperaturas del lodo y del aire interno tienden a
incrementarse. El aumento de temperatura propicia la difusión del agua desde
la superficie del lodo hacia el aire contenido en la cámara. La presión de vapor
en el aire se eleva cuando aumenta la cantidad de agua contenida en éste.
Para acelerar el secado se debe impedir el equilibrio entre las presiones de
vapor; por lo tanto, el aire debe ser evacuado mediante un extractor. Entre
más alejado se encuentre el aire de la saturación, mayor es el potencial para
el transporte de masa. Por otro lado, entre más caliente se encuentre el
sistema, el transporte de vapor es mayor. Para homogenizar temperatura y
humedad, el dispositivo cuenta con un sistema de ventilación el cual se activa
bajo condiciones preestablecidas. Cuando el sistema se encuentra libre de
humedad debido a la extracción, éste regresa a su estado de sistema cerrado
respecto a masa e inicia un nuevo ciclo de evaporación (Cota et al., 2007,
2006). La Figura 3 simplifica los procesos térmicos implicados en el secado
solar.
Figura 2. Dispositivo experimental de secado solar de lodos residuales.
Cubierta transparente
Ventiladores Extractor Barométrico
Ventanillas para muestreo
Lecho de secado
11
Figura 3. Esquema de los procesos térmicos en el secado solar.
Los sistemas de ventilación y extracción están compuestos por dos
ventiladores de 1/4 hp y un extractor barométrico de 1/3 hp. Los ventiladores y
el extractor son activados cuando las diferencias de temperaturas y
humedades absolutas interna y externa de la cámara son mayores o iguales a
10 °C para ventilación y 38 g de agua/kg de aire seco para extracción,
respectivamente.
2.1.2 Punto generador de la muestra
El lodo residual a procesar fue obtenido de la PTAR Norte de Ciudad Juárez.
En esta planta, a la fecha, se está practicando un tratamiento primario
avanzado a las aguas residuales domésticas e industriales. La planta tiene
12
una capacidad de limpiar 2.5 m3/s recibiendo de 1.6 a 1.8 m3/s. El proceso de
tratamiento se constituye a grandes rasgos de un desbaste grueso, seguido
por uno fino; posteriormente, pasa a un desarenador y desengrasador cuyos
subproductos son lodos de arena y de grasa; enseguida, el agua se lleva a un
tanque en donde se realiza la desestabilización fisicoquímica de la materia
orgánica con cloruro férrico; y por último, se realiza la desinfección en tanques
de contacto de cloro. Por otro lado, a los lodos generados en el reactor se les
agrega óxido de calcio para elevar el pH a 12 y así detener el crecimiento de
microorganismos como bacterias, virus y parásitos. Estos lodos son
transportados a un predio de la JMAS afuera de la Ciudad y depositados
sobre el suelo natural para ser secados naturalmente a la intemperie.
2.2 Métodos
Debido a las características nocivas del material a tratar, se siguieron
rigurosamente diversas medidas de seguridad. Entre el equipo de seguridad
utilizado durante la recolección, el manejo y el procesamiento se encuentran
guantes de látex, overoles de protección, mascaras con filtros de carbón
activado, lentes de seguridad y cubre bocas, para evitar cualquier infección.
Además, el área de trabajo fue lavada y desinfectada, así también el material
utilizado por los analistas, antes y después del contacto con los lodos.
Una muestra de 200 kg de lodo fisicoquímico se obtuvo del tanque de
almacenamiento de lodos de la PTAR Norte. La muestra fue transportada en
dos tambos de plástico de 100 L con tapas de seguridad hasta el área de
experimentación para su inmediato procesamiento. El mecanismo de llenado
se facilitó con el diseño de los rodillos; ya que permitieron extraer la charola
del dispositivo para depositar fácilmente el material nocivo en la cámara de
secado. Se registraron los tiempos de recolección y de inicio de la operación
del secado.
13
2.2.1 Muestreo dinámico
Al inicio del experimento ( ), los lodos se colocaron en el lecho de
secado y se tomó la primer muestra. La toma de muestra se realizó a
diferentes tiempos de residencia.
La muestra fue tomada directamente del secador. En el lecho de secado se
trazaron seis bloques imaginarios y de cada una de las seis ventanillas se
tomaron aproximadamente 186 g de lodo utilizando una pala de plástico
estéril; con la mezcla de ellas se formó una muestra compuesta de 1 kg,
aproximadamente. El lodo fue depositado en dos frascos de vidrio estériles,
de boca ancha y tapón de rosca, con capacidad de 1 L. Posteriormente, la
muestra fue transportada en una hielera hacia el cuarto frío, el cual fue
mantenido a una temperatura de 4 ºC. A partir de la toma de muestras, los
tiempos de conservación en refrigeración no fueron mayores a 24 h para el
inicio del análisis.
Debido a que el proceso de secado solar es altamente dependiente de las
condiciones incontrolables del clima; y por otro lado, el análisis de coliformes
fecales es costoso y requiere de largos tiempos de procesamiento, fue poco
práctico predeterminar los tiempos de muestreo. Dichos tiempos fueron el
resultado de la observación del clima y optimización de recursos analíticos.
2.2.2 Coliformes fecales y su determinación microbiológica
Algunos organismos patógenos que se encuentran presentes en las aguas
residuales y posteriormente concentrados en los lodos, son excretados por los
seres humanos y algunos animales infectados con algún tipo de enfermedad
patogénica. Las bacterias patógenas de los seres humanos causan
principalmente enfermedades en el tracto gastrointestinal como tifoidea, fiebre
paratifoidea, disentería, diarreas severas y cólera por lo que son responsables
de miles de muertes cada año en áreas donde no exista una sanitización
14
(Mims et al., 2003). Cada persona elimina a través de las heces fecales
alrededor de 100 a 400 billones de coliformes fecales al día (Metcalf & Eddy,
2003).
En la Tabla III se resumen algunos de los organismos que han sido
propuestos como indicadores de contaminación fecal. Las bacterias que
pertenecen al grupo de los coliformes fecales tienen la capacidad de
fermentar lactosa por medio de una acidificación en el medio y producir
dióxido de carbono (CO2) a una temperatura de 44.5 °C en un periodo de 24 h
(Madigan et al., 2004; Metcalf & Eddy, 2003; Perry et al., 1999; Levett, 1990).
Tales características microbiológicas fueron aprovechadas en el presente
estudio para cuantificar estas bacterias, mediante la implementación de la
metodología citada en el Anexo 2; y la cual fue extraída fue extraída de la
Norma Oficial Mexicana NOM-004-SEMARNAT-2002 y es referida a lodos y
biosólidos.
Tabla III. Indicadores comunes de contaminación fecal (Metcalf & Eddy, 2003).
Organismo indicador Características
Coliformes totales
Bacilos gram negativos fermentadores de lactosa y producción de gas a 35 °C de 24 a 48 h. Incluye los géneros de Escherichia coli, Klebsiella, Enterobacter y Citrobacter.
Coliformes fecales Producen gas a 44.5 °C en 24 h. Incluye los géneros de Escherichia coli (aprox. 90 %), Klebsiella,y Citrobacter.
Klebsiella Coliformes totales, termotolerantes con crecimiento a 35 °C en 24 h.
Escherichia coli Es el coliforme más representativo del grupo fecal.
Bacteroides Organismos anaerobicos indicadores específicos de contaminación humana.
Streptococo fecal Utilizado para determinación de contaminación fecal reciente.
Enterococo Organismo presente a concentraciones bajas pero resistente en aguas de mar.
Clostridium perfringens Organismo esporulado anaeróbico persistente
P. aeruginosa y A. hydrophyla Organismos presentes en aguas residuales domésticas en concentraciones altas.
15
El medio A-1 (BD Difco, Lote 6299490) fue utilizado para la prueba directa
específica en la cuantificación de coliformes fecales. Este medio está
constituido a base de lactosa, triptona, cloruro de sodio, salicina y Triton X-
100. La lactosa es un disacárido el cual es el ingrediente principal del medio
de cultivo, actúa como fuente de carbono para estas bacterias y en
combinación con la salicina provee de energía para el crecimiento de los
microorganismos. El cloruro de sodio sirve para mantener el balance osmótico
dentro del medio y la peptona aporta a las bacterias nitrógeno, vitaminas,
minerales y aminoácidos esenciales para su crecimiento en este medio. El
Triton X-100 actúa como surfactante.
Los pasos principales para determinar el número de coliformes fueron 1)
determinación del contenido de agua en el lodo, 2) preparación de soluciones,
3) preparación de diluciones, 4) inoculación, 5) incubación, 6) identificación de
colonias y 7) cuantificación por la técnica del NMP.
2.2.3 Contenido de agua en lodos
Una vez tomada la muestra, a ésta se le determinó el contenido de sólidos
totales (ST) antes de ser analizada. Treinta gramos de muestra fueron
colocados en una estufa a 105 oC hasta lograr peso constante. El contenido
de agua resultó de calcular las diferencias entre los pesos de la muestra
húmeda y la seca. De acuerdo a la técnica de análisis, se requieren de 4 g de
ST, los cuales son calculados con la Ecuación 1.
Ecuación 1
2.2.4 Preparación de soluciones
Para la inoculación de la muestra, se requirió de un medio lactosado. Se
pesaron 31.5 g de medio A-1 en polvo y se disolvió en agua destilada
mediante calentamiento en una parrilla y fue aforado a 1 L. Después se
16
verificó que el pH que fuera de 6.9 ± 0.1, en caso contrario fue ajustado con
una solución de hidróxido de sodio (NaOH) (CTR Scientific, Lote 56CAC-
230104) 0.1 N. Posteriormente, se distribuyeron volúmenes de 10 mL en
tubos de ensayo con tapón de rosca y con campana de Durham. Se
esterilizaron♣* en autoclave a 121 °C durante 15 min. El medio sobrante fue
almacenado en oscuridad a temperatura ambiente durante no más de 7 días,
para uso posterior.
El agua utilizada para realizar diluciones de la muestra de lodo se preparó a
partir de las soluciones madre amortiguadoras A y B, elaboradas a base de
fosfato monopotásico (KH2PO4) (J.T. Baker®, Lote 3818-01) y cloruro de
magnesio (MgCl2.6H2O) (CTR Scientific, Lote 440BSOK) respectivamente. El
agua de dilución consiste de 1.25 mL de la solución madre amortiguadora A
y 5 mL de la solución madre amortiguadora B aforadas a 1 L con agua
destilada.
La preparación de solución madre amortiguadora A consistió en disolver
34.00 g de fosfato monopotásico (KH2PO4) en 500 mL de agua destilada,
ajustando el pH a 7.2 ± 0.2 con una solución de hidróxido de sodio (NaOH) 1
N y se aforó a 1 L. Para la preparación de solución madre amortiguadora B,
se pesaron 8.10 g de cloruro de magnesio (MgCl2.6H2O) y fueron disueltos en
500 mL de agua destilada y se aforó a 1 L. Ambas soluciones fueron
esterilizadas.
2.2.5 Preparación de diluciones
De acuerdo al origen residual de los lodos, estos contenían altas
concentraciones de masa bacteriana al momento en que la primera muestra
fue recolectada, valores típicos oscilan alrededor de 1x108 NMP por gramo
seco. La primera dilución de lodo a 10-1 fue obtenida al mezclar M4gST. Dicha
mezcla fue colocada en un matraz Erlenmeyer de 250 mL y 36 mL de agua de ♣ Todo proceso de esterilización mencionado en este documento fue realizado en una autoclave All American, 25X-1, a una temperatura de 121 °C, 15 psi, por 15 min.
17
dilución la cual fue previamente esterilizada y fue mezclada durante 3 min en
un agitador orbital (Barnstead Lab-Line), a una velocidad de 800 rpm para
disolver la muestra.
Para las diluciones sucesivas, se distribuyeron volúmenes de 9.0 mL de agua
de dilución en tubos de ensayo con tapón de rosca, proceso seguido por la
esterilización. Los tubos fueron almacenados a temperatura ambiente.
Las diluciones se prepararon tomando inóculos de 1 mL, utilizando diluciones
seriadas de submúltiplos de 10 a partir de la dilución de 10-1. Se transfirió 1
mL a los tubos que contenían 9.0 mL de agua de dilución, obteniendo la
dilución 10-2, realizando el mismo procedimiento hasta obtener la dilución
deseada de 10-10. La Figura 4 esquematiza la preparación de diluciones.
Figura 4. Esquema de la preparación de diluciones.
Para la determinación de la concentración del lodo, fue necesario realizar una
serie de diluciones y cuantificar por la técnica del Número más Probable. A
medida que fue disminuyendo el contenido de agua en el lodo durante el
secado, se esperó que también disminuyera el número de coliformes debido a
que las condiciones para el crecimiento y sobrevivencia de las bacterias son
menos favorables; por lo tanto, el rango de diluciones utilizado fue
decreciendo para optimizar recursos y tiempo de análisis.
Cada una de las diluciones fué homogeneizada perfectamente agitando cada
uno de los tubos 25 veces en 7 s, haciendo un arco con la muñeca de 30 cm
18
de arriba hacia abajo. Siempre se realizaron las agitaciones de la misma
manera para disminuir los errores. Para cada dilución se utilizó una punta
estéril y una micropipeta con volumen ajustado a 1000 µL manteniéndola
siempre en posición vertical.
2.2.6 Identificación de colonias de coliformes fecales
Para la determinación de los coliformes fecales se adicionó 1 mL de cada una
de las diluciones preparadas por triplicado en series de cinco tubos, los cuales
contenían 10 mL del medio A-1 correctamente etiquetados. Éstos fueron
incubados por 3 h a 35 ± 0.5 °C en un horno (Shel Lab) controlado mediante
recirculación de aire caliente. Para terminar el proceso de incubación, los
tubos fueron transferidos a un baño de agua (Isotemp 115, Fisher Scientific) a
44.5 ± 0.2 °C hasta completar 24 h.
La presencia de gas en cualquiera de los tubos a las 24 h de incubación,
correspondió a una reacción positiva indicando la presencia de bacterias
coliformes de origen fecal.
2.2.7 Análisis cuantitativo
La técnica de cuantificación de coliformes fecales se basa en el principio de
que en las bacterias presentes en una muestra pueden ser separadas por
agitación, generando una suspensión de células bacterianas distribuidas de
manera uniforme formando una turbidez característica o producción de gas
(Collins et al., 1995). A través de varias diluciones de la muestra se obtuvieron
inóculos con al menos una célula que incitaron un crecimiento en el medio de
cultivo, dando como resultado varios tubos positivos en cada serie. Los
diversos resultados positivos y negativos permitieron realizar las adecuadas
estimaciones y cálculos de la densidad bacteriana por medio de la técnica del
número más probable (NMP).
La determinación del NMP de coliformes fecales se calculó a partir de la tabla
del NMP ó tabla de Hoskins, presentada en el Anexo 2. Esta contiene un
19
código que está compuesto por los tubos que se obtuvieron con resultados
positivos en el medio A-1. Los valores en la tabla son representados para
límites de confianza 95 % para cada una de las combinaciones de cinco series
de tubos positivos (Clesceri et al., 1998). La concentración de los coliformes
fecales fue expresada como NMP de coliformes por g de lodo seco. Para la
conversión de NMP/100 mL a NMP/g de lodo seco, se realizaron mediciones
de densidad para todas las muestras.
2.2.8 pH de lodos
Por otra parte, se realizaron mediciones de pH en el lodo para identificar
alguna correlación con la cantidad de microorganismos presentes en los
lodos. El pH se obtuvo de un extracto líquido del lodo. Para la obtención del
extracto se mezclaron 500 g de lodo húmedo con 100 mL de agua destilada.
La mezcla se homogeneizó con espátula hasta formar una pasta y se dejó
reposar por 24 h. Esta última fue filtrada en un embudo Büchner con papel
filtro Whattman # 40, y utilizando un matraz Kitazato de 500 mL, el cual fue
conectado a una bomba de vacío. Se obtuvieron 100 mL de extracto en
aproximadamente 5 h. Los valores de pH fueron medidos directamente con un
potenciómetro (Termo, CORNING).
20
PORTADA
TABLA DE CONTENIDO
CAPÍTULO 3
En el presente capítulo se muestran los resultados obtenidos de la
cuantificación de coliformes fecales durante el proceso de secado solar. Estos
son discutidos en términos de variables de humedad, radiación solar,
temperatura y pH en los lodos.
3.1 Resultados y discusión
3.1.1 Remoción de agua en lodos
En la Figura 5 se presenta la cantidad de agua contenida en los lodos en
porcentaje, en función del tiempo de residencia dentro del secador. En esta
gráfica se incluyen los resultados de dos experimentos: el experimento 1 se
realizó en el verano del 2007 (30 de Junio-19 de Julio), periodo en el cual se
presentaron mayormente nublados; y el experimento 2, en otoño del 2007 (11
de Octubre-18 de Octubre). Para el experimento 1 se muestran resultados de
humedad del lodo dentro (♦) y fuera (◊) del secador. Al inicio de este
experimento, el lodo proveniente de la PTAR presentó un 86.2 % de agua. Se
debe observar que el decaimiento del contenido de agua durante el secado en
el dispositivo siguió un comportamiento exponencial. Se logró una remoción de
humedad del 43 % en las primeras 194 h de procesamiento. Las condiciones
climáticas de nublados constantes por las tardes, generalmente a partir del
medio día, evitaron el secado rápido del material. La asíntota de eliminación de
agua se cuantificó prácticamente en un 6.6 % a las 269 h y en 4.4 % a las 451
h. También se calculó el porcentaje de humedad del lodo fuera del dispositivo,
esto para comparar la eficacia del secado de los lodos dentro del secador solar.
En las 55 h iniciales del proceso no se experimentaron olores desagradables en
21
el área circundante al dispositivo experimental; por lo que se decidió realizar
una comparación de la efectividad de eliminación de agua dentro y fuera del
secador a partir de este tiempo. Además, para tomar esta decisión se consideró
que por ser época de verano, hubo poca asistencia de estudiantes al ICB-
UACJ. Los resultados del secado a la intemperie demostraron la eficacia del
dispositivo experimental. En 164 h de secado externo, sólo se logró remover el
20.2 % de agua, siendo este la mitad del porcentaje comparado con el secado
del lodo dentro del dispositivo. Al inicio del experimento 2 (■), el lodo contenía
un 90.4 % de agua. En esta ocasión se logró una remoción de humedad del
98.6 % a las 95 h presentando un marcado decaimiento de tipo exponencial.
Figura 5. Porcentaje de humedad contenida en los lodos residuales de PTAR durante el proceso de secado solar.
Al comparar los resultados de ambos experimentos, se observó que en el otoño
hubo más facilidad para la remoción de agua, debido a las condiciones
22
climáticas favorables de días despejados; se observó una velocidad de secado
casi tres veces mayor que la del experimento 1 (♦).
3.1.2 Eliminación de coliformes fecales
En la Figura 6 se presentan las concentraciones de coliformes fecales en los
lodos residuales en escala logarítmica en función del tiempo de residencia, para
los dos experimentos. En el experimento 1 (♦), la muestra proveniente de la
PTAR presentó una concentración inicial de 3.87x106 NMP/g de lodo seco. El
lodo se colocó en el secador a las 12 del día. A las primeras siete horas de
secado y experimentando una incidencia de energía solar alta de 4.5 kW-h/m2
en 5 h para el día 1, se observó una remoción del 4.2 % de agua y con ello se
logró una eliminación del 65.4 % de coliformes fecales. Esto significa que al
inicio de la corrida experimental se alcanzaron temperaturas por encima de los
50 °C, temperaturas a las cuales los coliformes no sobreviven. Al día siguiente,
se experimentó una radiación de 4.6 kW-h/m2 en nueve horas de luz solar, es
decir mucho menos radiación. Las condiciones climáticas de nublados
constantes que se presentaron, no fueron adecuadas para el secado, así
tampoco para la eliminación de patógenos ya que se mantuvieron temperaturas
de incubación (35 a 44 °C) en el lodo, aunado a que existieron condiciones
favorables de humedad, como se mostró en la Figura 5. En consecuencia,
contrario a los objetivos del proyecto, a las 24 h de experimentación aumentó la
cantidad de microorganismos en un 7.0 % respecto a los medidos en las
primeras siete horas. A medida que transcurrió el experimento, se observó una
eliminación drástica en el número de bacterias en un 98.5 % a las 103 h de
residencia del lodo, con una concentración de 8.9x104 NMP/g de lodo seco, lo
cual indica que en este tiempo el lodo alcanzó una clasificación C para la NOM-
004-SEMARNAT-2002, respecto sólo a coliformes fecales. El potencial de
eliminación de altos contenidos de coliformes fecales fue verificado al medir la
concentración de patógenos a las 450 h. Se obtuvo una presencia menor de 1.6
NMP/g de lodo seco, indicando la clasificación A respecto a coliformes. Al inicio
23
del experimento 2 (■), el lodo proveniente de la PTAR contenía una masa
bacteriana de coliformes fecales de 3.25x106 NMP/g de lodo seco. En los
primeros tres días se mantuvo la concentración de patógenos del orden de 106;
para el cuarto día comenzaron a disminuir rápidamente. A las 95 h se obtuvo
concentración de coliformes de 1800 NMP/g de lodo seco. En los primeros tres
días de experimentación se cuantificó el crecimiento de bacterias debido a las
condiciones favorables de humedad, temperatura y pH en el lodo.
Figura 6. Concentración de coliformes fecales en lodos residuales durante el secado solar.
Durante el experimento 2, las temperaturas en el lodo fueron generalmente de
incubación debido a la baja incidencia de radiación solar típica de otoño. En la
Tabla IV se muestran las temperaturas del lodo y la radiación incidente en el
secador integrada en el tiempo de experimentación para el experimento 2. Se
24
puede observar que todos los días de este experimento fueron muy parecidos
en términos de radiación.
3.1.3 Coliformes fecales vs pH de los lodos
En la Tabla V se muestran los valores de pH obtenidos del extracto de los
lodos para los dos experimentos. Todos los valores de pH se mantuvieron
dentro del rango de 6 a 7.2. De acuerdo a lo reportado por diversos autores
(Madigan et al., 2004; Metcalf & Eddy, 2003; Perry et al., 1999; Levett, 1990),
este pH resulta favorable para el crecimiento de los coliformes fecales. Por lo
tanto, el pH no contribuyó para la eliminación de los coliformes fecales,
únicamente favoreció las condiciones de incubación y multiplicación.
Tabla IV. Insolación durante la experiencia 2 y temperatura del lodo residual a lo largo del día. Temperatura del lodo ( °C )
Día Insolación
kW-h/m2 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 1 4.7 20.3 22.7 33.6 34.3 32.8 35.0 33.4 33.5 36.0 34.5 2 4.6 21.0 21.0 33.0 36.0 38.3 38.4 34.2 32.5 33.0 34.1 3 4.8 25.0 25.0 25.0 34.0 36.0 35.1 31.3 31.0 32.63 29.6 4 4.7 14.7 14.7 28.3 30.7 29.4 32.1 27.3 26.1 27.1 28.3 5 4.6 16.1 16.1 18.0 22.3 24.9 34.2 35.0 34.6 32.4 32.4
*Insolación es la cantidad de radiación solar incidente por metro cuadrado durante un día.
Tabla V. Valores de pH de los lodos durante los dos experimentos.
Muestra Exp 1 Exp 2 1 6.8 6.6 2 6.5 6.3 3 6.2 6.6 4 6.1 6.4 5 6.0 7.2 6 6.0 -
25
3.1.4 Radiación solar durante el secado solar
En la Figura 7 se observa la relación entre la radiación solar incidente en el
secador solar observada en los dos experimentos. El comportamiento general
de la incidencia de radiación durante el primer día sobre la superficie terrestre
corresponde a una campana de Gauss; donde el máximo ocurre al medio día
solar y se mantiene en cero durante las horas sin sol.
Figura 7. Radiación solar experimentada durante el secado solar de lodos.
26
En el experimento 1, predominaron los días nublados; sólo el primer día fue
un día típico despejado de verano. El primer día de experimentación la
incidencia de radiación fue muy alta con un día completamente despejado. Lo
cual favoreció la eliminación de agua en un 4.2 % y un 34.6 % para coliformes
fecales. Sin embargo, de manera desfavorable, se presentaron bajas
incidencias de radiación solar debido a los constantes nublados para los
siguientes días del experimento 1 (▲), lo que provoco una menor velocidad en
el secado del los lodos dentro del dispositivo.
Por otra parte, también se muestra una curva de la incidencia de radiación
promedio durante el experimento 2 (♦); el cual se caracterizó por presentar
días claros constantes típicos de otoño. Esta curva muestra valores menores
que para el primer día del experimento 1, pero mayores que para la incidencia
obtenida en días nublados. La incidencia de radiación obtenida en el
experimento 2, fue alta y se mantuvo constante durante la experimentación,
favoreciendo así a la remoción de agua en un 98.0 % a los 5 días y una
eliminación del 99.9 % de coliformes fecales.
3.2 Conclusiones
• El secador solar de lodos residuales resultó ser técnicamente viable
para la remoción de agua y eliminación de altas concentraciones de bacterias
patogénicas.
• Los resultados demostraron un comportamiento de secado del tipo
exponencial. La efectividad de remoción de agua (80-90 %) del secador solar
de lodos residuales con altos contenidos de agua, depende de las condiciones
climatológicas de las estaciones del año. Se espera que la mayor eficiencia de
secado, siempre ocurra con altas incidencias de radiación solar en época de
verano; sin embargo, esta época también incluye lluvias y nublados
frecuentes. Para esta temporada, se experimentaron tiempos de secado
mayores. En el otoño se aumentó la velocidad del secado del lodo, casi tres
veces más en la época de nublados.
27
• A pesar de las diversas variaciones que se estuvieron presentando
durante el experimento con respecto al crecimiento de las bacterias, se
observó una eficiencia del dispositivo, representado un notable decaimiento
exponencial en el contenido de patógenos desde el orden de 106 NMP/g de
lodo seco hasta concentración final de coliformes fecales menor de 1.60
NMP/g de lodo seco para el experimento 1 y para el experimento 2, hasta una
concentración final de 1.80x103 NMP/g de lodo seco. De acuerdo a la
clasificación de biosólidos respecto a límites máximos permisibles para
coliformes fecales (SEMARNAT, 2002) estos lodos se clasifican como clase A
de tipo excelente o bueno, respecto sólo a coliformes fecales.
• Los coliformes se reprodujeron dentro del secador solar cuando la
humedad del lodo se encontró por arriba del 70.0 %, esto debido a que es una
condición propicia para su multiplicación. Además de que el pH y las
temperaturas fueron adecuados en el medio.
• Las variables como la humedad, temperatura, pH, nutrientes y radiación
solar fueron factores importantes para el crecimiento y remoción de los
coliformes fecales. Después de tres días de experimentación, las condiciones
combinadas de los factores provocó la disminución acelerada de los
coliformes fecales para los dos experimentos.
3.3 Recomendaciones
• Se recomienda el uso de secadores solares para contribuir a la solución
de contaminación ambiental causada por los lodos residuales, mejorando con
esto sus mecanismos actuales de manejo y disposición.
• Es necesario completar el análisis de calidad del lodo tratado con el
secador solar con respecto a sus contaminantes como metales pesados,
Salmonella spp. y huevos de helminto para verificar su posible
aprovechamiento de acuerdo a la NOM-004-SEMARNAT-2002.
28
• Se sugiere hacer un estudio económico para validar y justificar el uso e
implementación de secadores solares de lodos residuales en Ciudad Juárez.
• Se recomienda hacer más experimentación en otras estaciones del
año, para conocer los factores climáticos característicos que puedan favorecer
la aceleración en el secado de los lodos.
• Es necesario contar con un sistema automático de mezclado del lodo
durante el día para optimizar el secado.
3.4 Plan de difusión
• Dar a conocer los resultados obtenidos durante la experimentación, a la
JMAS, Gobierno del Estado de Chihuahua, al gobierno del Municipio de
Ciudad Juárez, a empresas particulares generadoras de lodos y al público en
general, para crear una concientización y conocimiento acerca del uso de
secadores solares.
• El proyecto fue presentado en dos Congresos Nacionales: Semana
Nacional de Energía Solar XXX y XXXI, con la publicación de las respectivas
memorias en extenso. Además, un artículo internacional está en proceso de
revisión.
29
PORTADA
TABLA DE CONTENIDO
LITERATURA CITADA
Abad, E.; Martínez, K.; Planas, C.; Palacios, J.; Caixach, J.; Rivera, J. 2005. “Priority organic pollutant assessment of sludges for agricultural purposes”. Chemosphere, 61:1358-1369.
BECC, COCEF; JMAS. Border Environment Cooperation Commission, Comisión de Cooperación Ecológica Fronteriza y Junta Municipal de Agua y Sanemaiento. “Plan Maestro para el Manejo Integral de los Residuos Sólidos Municipales en Ciudad Juárez Chihuahua”, Para residuos sólidos especiales municipales. 2000. Carpeta I
Benbrahim, M.; Denaix, L.; Thomas, A.L.; Balet, J.; Carnus, J.M. 2006. “Metal concentrations in edible mushrooms following municipal sludge application on forest land”. Environmental Poluttion, 144:847-854.
Clesceri, L.S.; Greenberg, A.E.; Eaton, A.D. Standard Methods for the examination of water and wastewater. 20va Edición. Editorial American Public Health Association. Baltimore, Maryland, E.U.A. 1998. 10-161. Capítulo 9.
Collins, C.H.; Lyne, P.M.; Grange, J.M. Microbiological Methods. 7ma Edición. Editorial Butterworth-Heineman Ltd. New York, NY 1995. 493p.
Cota, A.D.; Ponce, C.; Padilla, J.H.N. “Diseño y construcción de un secador solar de lodos generados en plantas tratadoras de aguas”. Memorias de la XXX Semana Nacional de Energía Solar: Veracruz, México, 2006. p 353-357
Cota, A.D; Figueroa, C.; Espinoza, E.; Lares, J.G.; Avitia, C.; Fayett, D. “Cuantificación de coliformes fecales y Salmonella spp. en lodos residuales durante el proceso de secado solar”. Memorias de la XXXI Semana Nacional de Energía Solar: Zacatecas, México, 2007. p. 599-603.
Edson, V.C.R.; Giuradelli, T.M.; Correa, A.X.R.; Rörig, L.R.; Schwingel, P.R.; Resgalla, Jr. C.; Radetski, C.M. 2007. “Ecotoxicological evaluation of the short term effects of fresh and stabilized textile sludges before application in forest soil restoration”. Environmental Pollution, 146:463-469.
Levett, P.N. Anaerobic Bacteria. 2da Edición. Editorial St. Edmundsbury Press. Seattle, WA. 1990. 122p.
30
LGEEPA. Ley de Equilibrio Ecológico y Protección al Medio Ambiente del Estado de Chihuahua (Congreso de Estado Unidad Técnica y de Investigación Legislativa División de documentación y biblioteca) Ley publicada en el Periódico Oficial del Estado No. 46 del 8 de Junio de 2005. Chihuahua, Chih. Artículos 5 y 6 de peligrosidad y residuos peligrosos. Editorial de Talleres Gráficos de Gobierno del Estado. 116p.
LGPGIR, 2004. Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos. Que el Congreso General de los Estados Unidos Mexicanos Decreta.
Llamas, A.; Treviño A.B. 2004. “Aprovechamiento de biosólidos como una fuente de energía ecológica”. Transferencia, revista digital de posgrado, investigación y extensión del Campus Monterrey. [en línea] México, 17(68):1-22. www.transferencia.mty.itesm.mx (Acceso:8 enero, 2006).
Luboschik, U. 1999. “Solar sludge drying-Based on the IST process”. Renewable Energy, 16:785-788.
Maboeta, M.S.; Van Rensbury, L. 2003. “Vermicomposting of industrially produced woodchips and sewage sludge utilizing Eisenia fetida”. Ecotoxicology and Environmental Safety, 56:265-270.
Madigan, M.T.; Martinko J. M.; Parker J. Brock. Biología de los microorganismos. 10ma Edición. Editorial Pearson Educación, S.A. Madrid, España. 2004. 1011p.
Mims, C.; Dockrell H.M.; Goering, I.R.V.; Walkelin, D.R.; Zuckerman, M. Medical Microbiology. 3ra Edición. Editorial Mosby. Seattle, WA. 2003. 780p.
Metcalf & Eddy Inc. Wastering Engineering, Treatment and Reuse. 4ta Edición. Editorial McGraw-Hill. New York, NY 2003. 1819p.
Perry, J.J.; Staley, T.J.; Lory, S. Microbial Life. 1era Edición. Editorial Sinaver. Sunderland, MA. 1999. 811p.
Sahlström, L.; Aspan, A.; Bagge, E.; Danielsson-Tham, M.L.; Albihn, A. 2004. “Bacterial pathogen incidences in sludge from Swedish sewage treatment plants”. Water Research, 38:1989-1994.
SEMARNAT, 2002. Norma Oficial Mexicana. NOM-004-SEMARNAT-2002, Protección ambiental, Lodos y biosólidos. Especificaciones y límites máximos permisibles de contaminantes para su aprovechamiento y disposición final. Diario Oficial de la Federación, 15 de Agosto del 2003.
31
PORTADA
TABLA DE CONTENIDO
ANEXO 1
Relatoría de la problemática de los lodos residuales de las plantas tratadoras Norte y Sur de Ciudad Juárez, Chihuahua (PROFEPA, 2004).
Antecedentes
• Al certificarse el financiamiento de las plantas tratadoras por parte de la COCEF/BANDAN se exigió se tuviera una solución para el deposito final de los lodos residuales. Al existir la imposibilidad material para financiar un proyecto de deposito final se llego a un acuerdo de “ buena fe “ entre el Gobierno Municipal de Juárez y el órgano operador del Gobierno del Estado (Junta
• Municipal de Agua y Saneamiento). Siendo este que la JMAS trataría los lodos para estabilizarlos y así poderlos disponer finalmente en el Relleno Sanitario Municipal.
• La Junta Municipal de Agua y Saneamiento de Ciudad Juárez y sus concesiones aplican el tratamiento primario avanzado de desestabilización de partículas coloidales por medio de sulfato de aluminio las aguas residuales domesticas e industriales que se generan en la ciudad, para lo cual, tiene dos plantas de tratamiento denominadas Planta Norte y Planta Sur. La Planta Norte y esta ubicada en calle Pascual Ortiz No. 1155 No. 1105, colonia Satélite y tiene una capacidad de 2.5 m3 /seg. recibiendo 1.6 a 1.8 m3 /seg. De agua residual del norte de la ciudad. La Planta Sur esta en Rió Candemeño No. 1105, col. Zaragoza, Distrito Bravo, que recibe 1m3 /seg. De las aguas residuales provenientes del sur de la ciudad. El proceso de tratamiento se constituye a grandes rasgos de un desbaste (cribado) grueso, seguido de un desbaste fino y posteriormente pasa a un desarenador –desengrasador del cual se obtienen lodos de arena y lodos de grasa, enseguida se lleva a un reactor en donde se realiza la desestabilización de la materia orgánica con sulfato de aluminio, y por ultimo se realiza la desinfección por medio de cloro. Los lodos residuales, generados por dicho tratamiento, son deshidratados y posteriormente se les agrega oxido de calcio (Cal) para estabilizar el pH a 12. Estos lodos son depositados sobre el suelo natural para ser secados y después son llevados al Relleno Sanitario de Ciudad Juárez.
• Desde hace 3 años aproximadamente, previo un tratamiento de estabilización y secado a la
• intemperie, los lodos residuales se estuvieron depositando en el Relleno Sanitario de Ciudad Juárez, en donde se recibían 6,000 metros cúbicos por mes. En el Relleno Sanitario Municipal la disposición de los lodos se realizaba apilando los mismos Generando una profundidad de 35 metros. El costo del manejo dentro del Relleno Sanitario de 216,000 mts3 aproximadamente ha sido cubierto en su totalidad por el Gobierno Municipal. La JMAS cobra una tarifa para saneamiento con la que cubre el costo de estabilización y transporte de los lodos y el tratamiento del agua, sin pagar por la disposición final. La JMAS tiene subcontratadas a empresas particulares para el tratamiento de las aguas y los lodos (Degremont y sus filiales ).
32
Contingencia
• El día 27 de octubre la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente Delegación Chih. realizo visita de inspección a raíz de contingencia ambiental, a las Plantas Tratadoras Norte y Sur, debido a que los lodos residuales generados por dichas plantas y depositados en el relleno sanitario, comenzaron a incendiarse. La PROFEPA solicito tanto a las plantas como al Relleno Sanitario la certificación de no peligrosidad por parte de la SEMARNAT de los lodos generados por las plantas de tratamiento Sur y Norte, obligada en Términos del Articulo 150 de la Ley General de Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente y Artículos 5 y 6 de su Reglamento, así como con la Norma Oficial Mexicana NOM-004-SEMARNAT-2002, misma que no se presento y se declaro no contar con ella. Para verificar la PROFEPA si estos residuos eran o no peligrosos, toda vez que se carecía de dicha autorización, durante las diligencias complementarias durante la primera semana de Noviembre de 2003 se tomaron muestras de los lodos crudos y tratados, así para su posterior análisis CRIT (corrosividad, ractividad, inflamabilidad y toxicidad en compuestos orgánicos e inorgánicos), los análisis se llevaron a cabo en el Laboratorio Regional de Ciudad Juárez y en el Laboratorio de la Zona Metropolitana del Valle de México, conforme a lo lineamientos establecidos en la norma oficial Mexicana NOM-052-SEMARNAT/93 que establece las características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los limites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente.
• Así mismo el día 27 de octubre se inspeccionaron los lodos en el Relleno Sanitario Municipal y se constato que se recibían los lodos de forma no controlada al no solicitar el certificado de no peligrosidad y comprobantes de estabilización de los lodos confinados.
Normatividad a Revisar durante la Inspección
El articulo 150 de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente menciona que los materiales y residuos peligrosos deberán ser manejados con arregló a la presente Ley, su reglamentó y las normas oficiales mexicanas que expida la secretaria…
El Articulo 5 del Reglamento de la LGEEPA en materia de residuos peligrosos menciona que serán responsables del cumplimiento de las disposiciones del reglamento y de las normas técnicas ecológicas que de el se deriven, el generador de residuos peligrosos así como las personas físicas o morales, publicas o privadas que manejen, importen, o exporten dichos residuos.
El Articulo 6 del Reglamento de la LGEEPA en materia de residuos peligrosos menciona que para efecto de lo dispuesto en el articulo anterior, las personas físicas o morales o publicas o privadas que con motivo de sus actividades generen residuos, están obligadas a determinar si estos son peligroso.
La Norma Oficial Mexicana NOM-052-SEMARNAT/93 establece las características de los residuos peligrosos, en el listado de los mismos y los limites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente, la cual estipula en su numeral 5 la clasificación de la designación de los residuos para determinar si son o no peligrosos, además de establecer en su numeral 5.5.4 que un residuo se considera peligroso por su toxicidad al ambiente, cuando presenta la propiedad de tener concentraciones mayores a los limites máximos permisibles señalados en las tablas 5, 6 y 7 del anexo 5 de la misma de acuerdo a la prueba de extracción de toxicidad (extracto PECT) conforme a la Norma Oficial Mexicana NOM-053-SEMARNAT/93.
La Norma Oficial Mexicana NOM-053-SEMARNAT/93 establece el procedimiento para llevar a cabo la prueba de extracción para determinar los constituyentes que hacen a un residuo
33
peligroso por su toxicidad al ambiente. Esta norma describe la metodología a seguir para la realización de la prueba de Extracción de Constituyentes Tóxicos (extracto PECT), y así poder efectuar el análisis fisicoquímico completo de presuntos residuos peligrosos y su caracterización, así como determinar si se encuentra en los mismos los constituyentes regulados en la norma NOM-052-SEMARNAT/93.s
La Norma Oficial Mexicana NOM-004-SEMARNAT-2002 de lodos y biosolidos que establece las especificaciones y limites máximos permisibles de contaminantes para su aprovechamiento y disposición final, menciona en el numeral 4.1 de especificaciones, que las personas físicas o morales interesadas en llevar a cabo el aprovechamiento o disposición de los lodos (definidos en esta Norma como sólidos con un contenido variable de humedad, provenientes del desazolve de los sistemas de alcantarillado urbano y o municipal, de las plantas potabilizadoras y de las plantas de tratamiento de aguas residuales, que no han sido sometido a proceso de estabilización) deberá recabar la “constancia de no peligrosidad” en términos el tramite SEMARNAT-07-007.
Resultado de las Muestras
• Al realizar la revisión de los resultados emitidos por las áreas técnicas del Laboratorio Regional de esta procuraduría, se observa que las muestras analizadas resultaron no residuos peligrosos de acuerdo a lo establecido en la Norma Oficial Mexicana NOM-052-SEMARNAT/93. sin embargo es importante observar que el pH en las muestras del relleno sanitario resulto 9.30 y en una muestra de lodos deshidratados en el terreno adjunto a la planta tratadora Sur fue de 10.26. lo que indica que el proceso de estabilización de los lodos puede no estar cumpliendo con los criterios de permanencia mínimo de 11.5 unidades de pH para garantizar la inactividad bacteriana (NOM-004-SEMARNAT-2002). De acuerdo a los resultados obtenidos por el laboratorio, los lodos generados por las plantas tratadoras Norte y Sur, no presentan características fisicoquímicas peligrosas que puedan afectar toxicologicamente al entorno ambiental. Sin embargo ya que no se tiene evidencia de cómo se esta llevando a cabo al tratamiento de estabilización de los lodos (ya que no se presentaron bitácoras) aunado a una disposición final en el Relleno sanitario no controlada se recomienda: El monitoreo y caracterización toxicologica constante de los efluentes que se procesan y los lodos generados en las plantas para un mayor control de estos y el cumplimiento a la Norma Oficial Mexicana NOM-004-SEMARNAT-2002, obtenga la constancia de no peligrosidad para poder llevar a cabo el confinamiento final de los lodos.
Causante de la Contingencia
• Al contar con evidencia de que posiblemente el proceso de estabilización no esta homogenizado al contar con diferentes niveles de pH y haber observado la forma vertical de disposición de los lodos en el relleno sanitario, se deduce que un posible causante del incendio es la generación de metanos por la actividad bacteriana permitida por un bajo pH combinado con disposición vertical.
• Al conocer que las muestras tomadas no presentaban características de peligrosidad CRETI y con conocimiento de que el generador había iniciado semanas atrás el procedimiento para obtener el certificado de no peligrosidad de la Dirección General de Gestión Integral de Materiales y Actividades Riesgosas se hicieron por parte de esta delegación las gestiones necesarias para la agilización del otorgamiento de la constancia de no peligrosidad, con el objetivo de coadyuvar a solucionar un problema comunitario binacional. Ya que los lodos se depositaban en terrenos contiguos a las tratadoras que se encuentran rodeadas de áreas residenciales y la frontera con Estados Unidos. Los moradores de esta zona se quejan de los olores que brotan de las tratadoras.
34
Medidas de Urgente Aplicación
El día seis de noviembre de 2003, se dictaron los Acuerdos de Medidas de Urgente Aplicación No. CI0402VI2003 y CI0404VI2003 (anexos), correspondientes a Agua Process, S.A. de C.V. Plantas Sur y Norte y al relleno Sanitario, respectivamente, dichas medidas fueron dictadas a raíz de que la plantas de tratamiento carecían la autorización de descaracterización de los lodos como residuo peligrosos por parte de la Secretaria.
Organismo Operador de las Plantas Agua Process S.A. de C.V.
1. Presentar la concesión para la construcción, operación y mantenimiento de la planta de aguas residuales otorgada por la Junta Municipal de Aguas y tratamiento de aguas residuales Saneamiento de Ciudad Juárez.
2. Agilizar el tramite de descaracterizacion de lodos generado del tratamiento físico químico de aguas residuales ante SEMARNAT.
3. Establecer un procedimiento eficiente de estabilización de lodos generados del tratamiento de aguas residuales y una bitácora de control de lodos y biosolidos así como presentar un programa calendarizado para realizar la estabilización.
4. 4 El predio de almacenamiento temporal de los lodos deberá ser habilitado para que no existan infiltraciones al subsuelo y contar con sistema de recolección de lixiviados.
5. Gestionar ante la SEMARNAT un sitio de disposición final de los lodos generados o en su caso enviarlos a un confinamiento autorizado por la Secretaria.
Relleno Sanitario
1. Abstenerse de recibir los lodos generados de las plantas tratadoras de agua residuales sin que tengan la descaracterizacion (constancia de no peligrosidad) por la Dirección General de Manejo Integral de Contaminantes de la subsecretaria de Gestión para la protección ambiental de la SEMARNAT.
2. Deberá establecerse un control de recibimiento de los lodos generados del tratamiento físico-químico de las plantas tratadoras de aguas residuales que tengan la constancia de no peligrosidad para cerciorarse que los lodos están debidamente estabilizados y que ayuden a controlar la atracción de vectores y que reduzcan los riesgos de contingencias ambientales.
• El Relleno Sanitario Municipal dio cumplimiento a las medidas de urgente aplicación al abstenerse de recibir los lodos generados de las plantas tratadoras y presentar la constancia de no peligrosidad para los lodos recibidos. Así mismo manifestó que el mecanismo para la recepción de los lodos será el de revisar el camión donde se contengan los lodos secos con el mismo peso y volúmen.
• Agua Process S.A. de C.V. presento algo de la documentación requerida. Sin embargo cabe señalar que en cuanto a la constancia de no peligrosidad aunque esta fue presentada la misma estaba a nombre de la JMAS y estableciendo la descaracterizacion únicamente para 50 montículos de lodo de 6 mts3. lo anterior presento la necesidad de definir quien es el responsable de la generación de los residuos ante la autoridad, decidiéndose que el generador, en este caso es Agua Process S.A. de C.V. al ser la empresa subcontratada para el tratamiento de las aguas y la estabilización de los lodos. No instalaron el liner para evitar la infiltración al subsuelo y no han realizado tramites ante SEMARNAT para otro distinto final.
35
• Se tiene conocimiento de que Agua Process S.A. de C.V. dejo de existir y ahora el operador de las plantas tratadoras es Degremont de México, S.A. de C.V. lo que pone en riesgo la conclusión de los procedimientos.
• Se tuvo una reunión con Degremont antes Agua Process y la JMAS. Se llego a un acuerdo de que acataran las medidas correctivas derivadas de la resolución y Degremont asumirá la responsabilidad. Asimismo solicitara la conmutación aceptando entrar al programa de certificación industrial.
Complicaciones Posteriores
• No se ha llegado a un acuerdo entre el Gobierno Municipal y la JMAS para la recepción de los lodos en el relleno sanitario. Es importante conocer que existen otros conflictos de interés además del cobro por el manejo de los lodos, la JMAS tiene un adeudo de predial, el municipio tiene un adeudo de agua, existe una controversia constitucional sobre el derecho municipal para administrar el órgano operador de agua. Además existe la instrucción por parte de la PROFEPA de abstenerse de recibir lodos no caracterizados y sin seguimiento a los procedimientos de estabilización.
• Al no contar con un lugar para disponer de los lodos, estos se han estado acumulando en los terrenos continuos a las tratadoras generando los problemas comunitarios y binacionales antes mencionados. La JMAS sacó los lodos de este lugar y los llevo a un predio particular localizado fuera del centro de población urbana, desmontando la zona de vegetación nativa y contando según se manifiesta con el permiso del Estado para tal hecho y sin haber solicitado cambio de uso de suelo a SEMARNAT.
• Nos encontramos en una etapa de leyes rectoras. Por una parte la LGEEPA y por otra las atribuciones que marca la ley general para la prevención y gestión integral de los residuos. Esta realidad crea confusión en cuanto al ámbito de competencia de cada una de las autoridades.
• Se levantó acta circunstanciada en el lecho de secado el día 10 de marzo de 2004, levantándose las muestras de los lodos para proceder a su análisis biológico y CRETI. En metales pesados se encontró no peligrosidad y el análisis biológico lo realizo un laboratorio externo acreditado encontrando por el procedimiento NOM 004 ninguna presencia de patógenos y bajo el procedimiento de la NOM 052 se encontró la presencia de salmonelosis.
• El particular, dueño del predio y transportista, del lecho de secado tuvo un acercamiento y atendió la inspección de buena manera y de forma voluntaria la diligencia de inspección en materia forestal.
Escenarios Futuros
Objetivo final: Resolver un problema que data desde el origen de las plantas tratadoras de agua en Ciudad Juárez, Chihuahua:
1. Establecer un seguimiento efectivo a la estabilización de los lodos para dar cumplimiento a la NOM-004 y NOM-052, dejando un antecedente de manejo responsable antes de transferir la responsabilidad total del manejo de los lodos al gobierno estatal.
2. Que se obtenga por parte de las plantas tratadoras una certificación de descaracterizacion para el proceso de estabilización de los lodos residuales.
3. Que se de destino final adecuado y seguro a los lodos generados por las plantas tratadoras.
36
37
PORTADA
TABLA DE CONTENIDO
Anexo 2
Tablas del NMP y sus límites de 95% de confianza para diversas combinaciones de resultados positivos para cinco tubos usados en la
técnica de los tubos de fermentación múltiple (Clesceri, 1998).
No. de tubos con reacciones positivas
(10.0 mL, 1.0 mL, 0.1 mL)
Índice de NMP por 100 mL
Límite Confiable 95%
0 0 0 <2 - - 0 0 1 2 1.0 10 0 1 0 2 1.0 10 0 2 0 4 1.0 13 1 0 0 2 1.0 11 1 0 1 4 1.0 15 1 1 0 4 1.0 15 1 1 1 6 2.0 18 1 2 0 6 2.0 18 2 0 0 4 1.0 17 2 0 1 7 2.0 20 2 1 0 7 2.0 21 2 1 1 9 3.0 24 2 2 0 9 3.0 25 2 3 0 12 5.0 29 3 0 0 8 3.0 24 3 0 1 11 4.0 29 3 1 0 11 4.0 29 3 1 1 14 6.0 35 3 2 0 14 6.0 35 3 2 1 17 7.0 40 4 0 0 13 5.0 38 4 0 1 17 7.0 45 4 1 0 17 7.0 46 4 1 1 21 9.0 55 4 1 2 26 12 63 4 2 0 22 9.0 56 4 2 1 26 12 65 4 3 0 27 12 67 4 3 1 33 15 77 4 4 0 34 16 80
38
5 0 0 23 9.0 86 5 0 1 30 10 110 5 0 2 40 20 140 5 1 0 30 10 120 5 1 1 50 20 150 5 1 2 60 30 180 5 2 0 50 20 170 5 2 1 70 30 210 5 2 2 90 40 250 5 3 0 80 30 250 5 3 1 110 40 300 5 3 2 140 60 360 5 3 3 170 80 410 5 4 0 130 50 390 5 4 1 170 70 480 5 4 2 220 100 580 5 4 3 280 120 690 5 4 4 350 160 820 5 5 0 240 100 940 5 5 1 300 100 1300 5 5 2 500 200 2000 5 5 3 900 300 2900 5 5 4 1600 600 5300 5 5 5 ≥1600 -- --
