Hondakin Industrialen Kudeaketa: Metodo Fisiko-Kimikoak, Termikoak eta Hondakindegiak

HONDAKIN INDUSTRIALEN KUDEAKETA

Hondakin industrialen kantitatea murrizteko purutasun handiko lehengaiak eta teknologia garbiak erabili behar dira. Gainera, produkzio-prozesuak aldatu egin behar dira hondakin gutxiago lortzeko.

Kudeaketa-prozesu egokiena aukeratzeko hurrengo faktoreak hartu behar dira kontutan:

• Hondakin-mota (ezaugarriak, konposizioa eta kontzentrazioa)
• Hondakinen bolumena
• Materialak edo energia berreskuratzeko dauden aukerak
• Tratamendu ondoren sortzen diren hondakin berrien sorkuntza
• Prozesuen kostu osoa

Hiru metodo erabiltzen dira hondakin toxikoen tratamenduan: tratamendu fisiko-kimikoak, tratamendu termikoak eta hondakin arriskutsuen hondakindegia.

Tratamendu fisiko-kimikoak

Tratamendu hauetan erreaktiboak gehituz hondakin likido batetik kutsatzaileak kentzea lortzen da. Kutsatzaileak fase solido batean kontzentratuko dira (lohiak) gero era egokian tratatu behar dena. Ondoren fase solido hau egonkortu edo solidotu egin daiteke toxikotasuna murrizteko, hondakindegi kontrolatuan utzi aurretik.

Irudia 1. Tratamendu fisiko-kimikoen eskema.

1- Disoluzio azido edo basikoen neutralizazioa

Prozesu honetan gertatzen den erreakzioa: Azido + Basea → Gatza + Ura.

Prozesua era egokian egiteko honako faktoreak hartu behar dira kontutan:

• Gatzen solubilitatea ezagutu behar da sortzen diren hauspeatuak biltzeko erabiliko diren prozedurak prestatzeko.
• Gas toxikoak sor daitezke.

Neutralizazio egiteko prozedura desberdinak daude:

1. Hondakin solido azido eta basikoak nahastea: prozedura errezena eta merkeena da, baina nahasten diren hondakinak ondo ezagutu behar dira produktu toxikoak sor ez daitezen.
2. Erreaktiboak erabiltzea neutralizazioa lortzeko: hondakin basikoekin azido sulfuriko edo klorhidrikoa erabiltzen da. Hondakin azidoak direnean sodio hidroxidoa eta karbonato sodikoa erabiltzen da.

2- Metal astunak berreskuratzeko metodoak

Hauspeaketa-metodoa metal astunak kentzeko erabiltzen da. Hondakin likido batek metal astunak baditu, baldintzak aldatuz metala hauspeatzea lor daiteke. Erabili daitezkeen metodoak:

• Hauspeaketa alkalinoa: metalen hidroxidoak sortzen dira sodio hidroxido edo kaltzio hidroxidoa gehituz. Ondoren iragazketa edo dekantazioa erabiltzen da hauspeatu den konposatua kentzeko. Hidroxidoen dentsitatea baxua denez, konposatu hauek iragaztea edo dekantatzea zaila izan daiteke.
• Hauspeaketa karbonatoen bidez: karbonato sodikoa gehituz karbonato metalikoa lortzen da. Karbonato metalikoak hidroxidoak baino dentsitate handiago dute eta iragaztea edo dekantatzea errazagoa da.

3- Hondakinen toxikotasuna murrizteko metodoak

Bi taldetan sailkatzen dira metodo hauek:

1. Oxidazioa: Oxidazioaren bidez konposatu organiko toxikoak karbono dioxido eta uran bihurtzen dira (fenolak, konposatu kloratuak…). Oxidatzaile bezala erabiltzen diren konposatuak: kloroa, hidrogeno peroxidoa, ozonoa… Oxidazio osoa lortzea garestia da eta erreakzio-denbora altuak behar dira. Oxidazio partziala bada, konposatu toxikoak sor daitezke.
2. Erredukzioa: Konposatu inorganikoak tratatzeko erabiltzen da. Adibidez: Cr⁶⁺, bisulfito sodikoarekin (Na₂SO₃) Cr³⁺-an bihurtzen da eta hau hidroxido bezala hauspeatuz kendu egin daiteke.

Tratamendu termikoak

1- Sarrera

Tratamendu termikoetan hondakinak deskonposatu egiten dira tenperatura altuetan. Horrela hondakinen bolumena murriztu egiten da eta sortzen den beroa elektrizitatean bihurtzen da. Tratamendu honetan kutsatzaileak sortzen direnez, kontrol-sistemak erabili behar dira konposatu hauen eragin kaltegarriak murrizteko.

Tratamendu desberdinak erabili daitezke: pirolisia, gasifikazioa eta errausketa. Pirolisia oxigenorik gabeko ingurune batean egiten den materia organikoaren deskonposizioa da. Gasifikazioan, erregai solidoak edo likidoak gas-erregai bihurtzen dira; hau da, solido edo likido egoeran dagoen erregai bat gas bihurtzen da.

Gehien erabiltzen den tratamendua errausketa da: hemen hondakinak tenperatura altuetan erabat oxidatzen dira.

Erre egin behar diren hondakinak analizatu egin behar dira, erraustegiaren funtzionamendua baldintzatzen dutelako:

• Egoera fisikoa: honen arabera labe-mota desberdinak erabiltzen dira.
• Konposizio kimikoa: erabili behar den tenperatura baldintzatzen du. Adibidez, osagai leherkorrak eta erradiaktiboak ezin dira erre.
• Bero-ahalmena: erraustegi batean lortzen den energia hondakinaren bero-ahalmenaren menpe dago. Hau material bat erretzean lortzen den beroa da eta materialen karbono-edukinarekin aldatzen da.

Prozesu honetan etekina altuena lortzeko, hondakinek materia organiko asko izan behar dute eta ur eta konposatu ez-organiko gutxi.

Prozesuaren parametro nagusiak: erreketa-tenperatura, egoitza-denbora eta aire eta hondakinen arteko nahasketa-maila dira.

2- Erraustegi baten guneak

• a) Harrera-tokia: hondakinak pisatzeko balantza dago eta hondakinak analizatzeko laborategia.
• b) Hondakinen biltegia: hondakin-kantitatearen fluxua erregulatzeko.
• c) Errausketa-labea: garabien bidez hondakinak sartu eta airearekin nahasten dira.
• d) Errausketa-gasa arazteko instalazioa.
• e) Errausketaren hondakin solidoak tratatzeko sistema.
• f) Hondakin-urak tratatzeko sistema.

3- Labe-motak

Hondakin-mota eta jasan duen aurreprozesuaren arabera labe desberdinak erabili daitezke:

• a) Parrilla duten errauskailuak: hiru atal dituzte (parrilla, errekuntza nagusiko ganbera eta bigarren errekuntzako ganbera). Hondakinak parrillan jartzen dira eta parrillan zehar, azpitik gora, errekuntzak behar dituen airea eta gainerako erregaia sartzen dira.
• b) Labe birakaria: hauek hondakin-kantitate txikiak erretzeko erabiltzen dira. Labe birakaria zati zilindriko batez osaturik dago, orokorrean bi trontoi-koniko ditu ertzetan. Hondakin solidoak berotzen dira labearen ertz batean (konoan) kokaturik dagoen erregailu baten bitartez. Irteerako gasak kontrako aldetik irteten dira labetik.
• c) Ohantze fluidizatua: Labea material geldo batekin betetzen da (hondarra, alumina,…). Labearen behekaldean dagoen plaka distribuitzaile baten bidez airea sartzen da ohantzea fluidizatzeko. Hondakin arteko nahasketa hobea da, baina erretzeko beroa askoz handiagoa izan behar du. Horregatik parrila dutenak gehiago erabiltzen dira.

Irudia 2. Parrilla-errauskailu duen erraustegia.

Irudia 3. Labe birakaria.

Irudia 4. Ohantze fluidizatua.

Parrilla duten errauskailuetan, errekuntza nagusiko ganberan erretzen dira hondakinak. Ura daramaten hodi batzuk, labearekin kontaktuan jartzen dira, errekuntzaren beroaz ur-lurruna sortzeko. Gero, lurrun hori turbina bat birarazteko erabiltzen da, horrela elektrizitatea sortzeko. Errekuntza-gasak bigarren errekuntzako ganberara igarotzen dira, eta han berriro erretzen dira.

4- Errausketa-gasa arazteko instalazioa

Errauste-prozesuan gas eta partikula esekiak isurtzen dira airera:

• Gas azidoak (NOx, hidrogeno sulfuroa, azido klorhidrikoa)
• Lurrundutako metal astunak: merkurioa, artsenikoa…
• Konposatu organikoak: dioxinak, furanoak, konposatu organiko poliziklikoak.

Errausketaren ingurumen-arazo nagusia dioxina eta furanoak sortzea da. Hauek kloroa duten konposatu aromatiko biziklikoak dira. Konposatu hauek kantzerigenoak, mutagenikoak eta teratogenikoak direla zehaztu da. Gainera, ingurumenean iraunkortasun handia dute, koipetan disolbatzen dira eta biometatze-ahalmena handia dute. Biodegradazioarekiko erresistentzia kloro-edukinarekin handitzen da.

Kloro duten hondakin solidoak erre egiten direnean dioxinak eta furanoak sor daitezke.

Hondakinen kloro-proportzioa % 1 baino handiagoa bada, bigarren errekuntzako ganberan tenperaturak gutxienez 1.200 ºC-koa izan beharko du prozesu horretan dioxina eta furanoen sorrera galarazteko. Gasek gutxienez bi segundoz egon beharko dute errekuntza-ganberan.

Gas eta partikula hauek kontrolatzeko hurrengo teknologiak erabil daitezke:

• Iragazketa. Mahuka-iragazkia
• Elektroiragazkiak
• Adsortzioa
• Prozesu kimikoak (desulfurazioa, nitrogeno oxidoak kontrolatzeko erreakzioak)

5- Errausketaren hondakin solidoak tratatzeko sistema

Errausketan sortzen diren hondakin solidoak:

• a) Errauts finkoak edo zepa: errauste-prozesuan bertan sortzen dira. Bere osagaiak gatzak eta metal astunak dira.
• b) Errauts hegalariak: isurketa-gasen partikulak atxikitzeko sisteman sortzen dira eta bere kudeaketa arazo gehiago sortzen du. Porotsuak direnez dioxinak eta metal astunak adsorbitzen dituzte.
• c) Kutsatzaile gaseosoen tratamenduetan sortutako lohiak: karea erabiltzen denez, kaltzio sulfato, karbonatoz… osatuta daude.

Errauste eta zepak hondakindegira eramaten dira, baina gaur egun beste erabilerak ere badituzte (adibidez, beste materialekin nahasiz errepideak egiteko erabili daitezke).

6- Hondakin-uren tratamendua

Gasak tratatzeko sistemetan sortzen diren hondakin-urak isuri aurretik araztu egin behar dira. Tratamentu fisiko-kimikoak erabiltzen dira.

7- Errausketaren ingurumen-inpaktua

Teknika honek hurrengo abantailak eta eragozpenak ditu:

• Abantailak: Hondakinen pisua eta bolumena asko murrizten da, energia sortzen da, hondakin-mota desberdinak erre daitezke. Toki gutxi okupatzen du.
• Eragozpenak: Material guztiak ezin dira erre, konposatu toxikoak sortzen dira, tratamendu garestia da.

Hondakin arriskutsuen hondakindegia

Hondakindegia hondakinak biltzeko lursail berezia da. Kudeaketa-mota honetan osasun-kontrola duten lur seguruetan kokaturiko hondakindegietan uzten dira hondakinak.

Hondakindegi bat bi modutan antola daiteke:

• i) Gainazal-metodoa: hondakinak geruzatan ipini eta trinkotu egiten dira. Ondoren, lurrez estaltzen da.
• ii) Zanga-metodoa: egunero zangak egiten dira eguneko hondakinak jasotzeko eta hondeaketan ateratako lurzoruaz betetzen da.

Kudeaketa-mota honek hesi anitzak erabiltzean oinarritzen da:

• 1. hesia: hondakinak aurreprozesatu egiten dira, tratamendu fisiko-kimiko eta material-bereizketaren bidez egonkorragoak izateko.
• 2. hesia: ingurunea hesi geologiko, hidrologiko eta geografiko naturala bezala erabiltzen da.
• 3. hesia: hondakindegiak okupatzen duen lursail osoa da. Han gertatzen diren prozesu fisiko, kimiko eta biologikoak ezagutzen dira eta honekin etorkizunean izango duen egonkortasuna aurreikus daiteke.
• 4. hesia: hesi artifiziala eraikitzen da: lurzorura lixibatuak iritsi ez daitezen.
• 5. hesia: hondakindegia bere ingurunetik bereizteko goitik estaltzen da. Horrela euri-uraren iragaztea oztopatzen da.
• 6. hesia: Erabilera egokia, mantenimendua eta denbora luzerako monitorizazioa osatzen dute hesi hau.

1- Kokapena

Gune egokia aukeratu behar da funtzionamendua ona izateko eta arriskuak murrizteko. Kokapena aukeratzeko azterketa geologiko eta hidrogeologikoak egin behar dira hurrengo puntuak kontutan hartuz:

• Gunea ez da lurpeko uren gainean kokatu behar.
• Hondakinak ukitzeagatik kutsatutako euri-ura iragaztea oztopatzeko lurzorua iragaizgaitza izan behar du.
• Metereologiaren aldetik euri gutxi egin behar du eta haizeen norabide nagusiak kontrolatu behar dira usainak eta hautsak hiriguneetara ez iristeko.
• Ikusmenarekiko erasoa ahalik eta txikiena izan behar du.
• Hirigune nagusietatik urrun egon behar du.
• Garraio-bideak egokiak izan behar dira eta hondakinak sortzen dituzten industriatik gertu.
• Uholdeak eta lurrikarak sortzen ez diren guneak aukeratu behar dira.

2- Hondakindegiaren egitura

Hondakindegiak hurrengo geruzaz osatuta egon behar dira:

• Hesi geologiko naturala: hondakindegia iragazkortasun txikia duen lurzoruaren gainean kokatu egin behar da. Gehienetan buztina duten lurzoruak erabiltzen dira.
• Hesi geologiko artifiziala: hondakindegia kokatu behar den lurzoruaren ezaugarriak egokiak ez direnean iragazgaiztu egin behar da. Horretarako erresistentzia mekaniko altua duen xafla iragazgaitza erabiltzen da lixibatuen iragazketa eragozteko. Xafla hauek egiteko erabiltzen den materiala geosintetikoa deitzen da (dentsitate handiko polipropileno edo poliester zuntzaz osatuta dago).

Bi hesi hauen gainean legar geruza bat eta drainatzeko beste geruza artifiziala jarri behar dira lixibiatuak kontrolatzeko.

Hondakinak lodiera txikiko geruzatan zabaltzen dira eta egunero lurrezko geruza batekin estali egiten dira. Horrela, ingurunearenganako kutsadura-arriskua txikiagotu egiten da eta gai hartzigarrien eraldaketa biologikoari laguntzen zaio. Aurretik hondakinak trinkotu egiten badira, metatutako bolumenak txikiagoak izango dira eta hondakindegiaren bizia luzeagoa izango da. Trinkotzeko makina bat erabiltzen da.

Irudia 5. Hondakindegiaren eskema.

3- Hondakindegiko barne-erreakzioak

Hondakinean dauden konposatu organikoak oxidazio biologikoa jasaten dute.

4- Lixibatuak

Hondakindegietako lixibatuen konposizioa hurrengo faktoreekin aldatzen da:

• Hondakinen ezaugarriak.
• Hondakindegiaren adina: oxidazio biologikoaren etapak hartu behar dira kontutan.
• Hondakindegiaren teknologia: hondakinen trinkoketa areagotzen den neurrian, lixibaketa txikiagotuz doan fenomeno fisikoa da (iragazte-tasa txikiagoa bait da).
• Beste faktoreak: klima, urtaroa, hondakinen aurretratamendua…

Oro har, zabortegiko degradazio biologikoaren arabera, lixibatuan partikula eseki gehienak hegazkorrak dira, OEK-aren zatirik handiena azido hegazkorrek osatzen dute, nitrogeno gehiena amoniakala da eta fosfato-maila txikia izaten da.

5- Biogasa

Hondakindegian konposatu organiko biodegradagarriak deskonposatzerakoan (oxidazio biologikoa) karbono dioxido eta metanoa sortzen dute. Biogas honen formazioa hurrengo etapak jarraitzen ditu:

• Hasierako egokitze-fasea: baldintza aerobikoetan konposatu organikoak biodegradatzen hasten dira. Nitrogenoaren kontzentrazioa handitu egiten da eta oxigenoa txikiagotu egiten da. Karbono dioxidoa fase honetan sortzen hasten da.
• Transiziozko fasea: Oxigenoaren kontzentrazioa asko txikiagotzen denez deskonposizio anaerobioa hasten da. Karbono dioxido asko sortzen da, nitrogenoa jeisten da eta hidrogenoa ere sortzen da.
• Fase azidoa: konposatu azidoak sortzen dira (adibidez, azido azetikoa) eta fase honetan gasaren osagai nagusia karbono dioxidoa da eta metano sortzen hasten da.
• Hartzidura metanikoaren fasea: aurreko fasean sortzen den azido azetikoa metano eta karbono dioxidoan deskonposatzen da.
• Heldutasuneko fasea: gasearen sortze-abiadura jeitsi egiten da gelditzen diren konposatuak degradazio-abiadura motela dutelako. Gasak karbono dioxido eta metano dauka, baina hasierako oxigeno eta nitrogeno kontzentrazioak berreskuratzen hasten da.

6- Hondakindegien kontrol-neurriak

• f.1) Lixibatuak biltzeko drainatze sistema: Lixibatuak hondakinak deskonposatu eta euri-ura hondakinekin kontaktuan jartzen denean sortzen diren likidoak dira. Bilketa hondakindegiaren behekaldean kokatzen diren hodi-sare batez osatuta dago. Horrela, lixibatuak grabitatearen bidez biltzen dira eta iragazgaiztu lixibiatu-zanga batetara eramaten dira gero arazteko.
• f.2) Gasen bilketa-sistema: Biodegradagarri diren hondakinen degradazio anaerobikoan biogasa sortzen da. Batez ere, metano, karbono dioxidoa, hidrogeno sulfuroa eta nitrogenoa sortzen dira. Sortzen diren gasak kontrolatzen dituzten faktoreak materia organikoa, adina, hezetasuna eta hondakinen pH-a dira. Gasen igorpena eta metatzea kontrolatzeko neurri egokiak hartu behar dira hondakindegian. Gasak bildu eta tximinietara eramaten dira. Horrela sukoiak diren gasen metaketa eragozten da eta baita ere eztanda arriskua. Biogasa jaso eta suntsitzeko, erregailu aproposa erantsita duten burdinazko zuziak erabiltzen dira.

Irudia 6. Biogasa erakarri eta suntsitzeko zuzia. 1. Eguneroko estalketa; 2. Trinkotutako hondakinak; 3. Material iragzakorra (harriak); 4. Polietilenozko tutu zuloduna; 5. Burdinazko tximinia; 6. Biogasa.

7- Itxieraren ezaugarriak

Hondakindegia bete egiten denean itxi egin behar da eta horretarako geruza desberdinez osatuta dagoen hesi fisiko batekin estali egin behar da eta gainean landaretza ezarri. Honen helburuak hurrengoak dira:

• Euri-uraren iragaztearen aurka isolatzea
• Ikusmenerako inpaktua murriztea
• Instalazioa ingurunearekin integratzea eta etorkizunerako erabilera egokia ziurtatzea

Zigilatu ondoren neurketak eta kontrolak egin behar dira:

• Lurrazaleko eta lurpeko urak
• Gas eta lixibiatuen sorkuntza

Metodo honen abantailak dira instalazioa, kostu txikiak eta ingurumenaren aldetik eragin txikiagoa izatea modu egokian kontrolatzen eta kudeatzen bada. Eragozpenen artean honako hauek daude: lur-eremu handiak behar izatea hiriguneetatik urrun eta lixibatuak sortzea.

LURZORUAREN KUTSADURA

Lurzoru kutsatuak bere ezaugarri fisiko, kimiko eta biologikoak eraldatuta ditu jatorri antropogeniko duten substantzia arriskutsuen presentziagatik. Gainera, substantzia hauen kontzentrazioa ingurumenerako edo gizakien osasunerako arriskutsua denean lurzorua kutsatuta dagoela esaten da.

Lurzoruaren konposizioa

Lurzorua kontinenteen gainazala osatzen duen geruza da. Urarekin eta airearekin Lurrean gertatzen diren bizitzarekin erlazionatutako fenomeno guztien euskarria da.

Lurzoruaren konposizioak lau zati ditu:

• Materia minerala edo inorganikoa harri amaren eraldaketatik eratorria,
• Izaki bizidunen deskonposaketatik eratorritako materia organikoa,
• Ur-disoluzioa,
• Airea.

Lurzoru-motaren arabera zati hauek aldakorrak dira, baina lurzoru orekatu batean ondokoak dira proportzioak: %50 aire eta ura, %45 materia minerala eta %5 materia organikoa.

1- Ur-disoluzioa

Landaretzak behar dituen elikagaiak ur-disoluzioan daude: (nitratoak, fosfatoak, sulfatoak, Ca²⁺, K⁺, Fe³⁺…). Ioiak lurzorutik landareen sustraietako zeluletara igarotzen dira eta handik hostoen zeluletara. Elikagaien iturriak hurrengoak dira: euria, materia organikoaren deskonposizioa, materia mineralaren meteorizazioa, lurzoruko ur-disoluzio eta partikula koloidalen arteko ioi-trukatze prozesuak. Aurki daitezken ioi mota eta bere kontzentrazioa lurzoru eta urtaroan menpe daude.

Aire eta uraren proportzioak klimarekin aldatu egiten dira. Prezipitazioa poroetatik iragazten denean airearen bolumena murriztu egiten da. Drainatze edo lurrunketarengatik lurzorua lehortzen denean, poroetan dagoen aire-kantitatea handitu egiten da.

2- Fase solidoa

• Frakzio inorganikoa: tamaina desberdineko partikulaz osatuta dago:
  • Legarrak (> 2 mm)
  • Hondarrak (0,05-2 mm)
  • Limoak (0,002-0,05 mm)
  • Buztinak (partikula koloidalak) (
  Partikula koloidal oso garrantzitsuak dira lurzoruan, ura xurgatu eta ioiak lotzen dituztelako. Mineral hauek harri amak jasaten dituen eraldaketa prozesuetan sortzen dira. Eraldaketa prozesuak zartadurak (meteorizazio fisikoaren ondorioz) eta mineralen aldaketa kimikoak (meteorizazio kimikoaren ondorioz) dira. Mineralak primarioak eta sekundarioak izan daitezke. Primarioak eraldatu gabe mantentzen direnak dira (kuartzoa…). Sekundarioak mineral primarioak aire eta urarekin erreakzionatzen dutenean sortzen direnak dira (oxido, hidroxidoak, buztinak).
• Frakzio organikoa: Nahiz eta portzentai txikian agertu, lurzoruaren emankortasuna baldintzatzen du: mikroorganismoentzako elikagaiak diren konposatuen iturria da, lurzoruan gertatzen diren prozesu kimikoetan parte hartzen du eta bere propietate fisikoetan eragina dauka. Landare- eta animali-hondakinen deskonposaketan sortzen da materia organikoa. Landare-hondakinen deskonposizioan pisu molekular altuko substantzia organikoak sortzen dira: azido humikoak. Materia organikoak lurzoruan eragiten dituen efektuak:
  • Landareak hazten laguntzen du elikagaiak dauzkalako (N, P eta S).
  • Katioi metalikoen erabilgarritasuna kontrolatzen du konplexuak osatuz (kelatoak). Katioi hauek mikroelikagaiak edo konposatu toxikoak izan daitezke, bere proportzioaren arabera.
  • Lurzoruaren pH-a konstante mantentzen du.
  • Lurraren hezetasuna erregulatzen du ura atxikitzeko gaitasuna dutelako.
  • Uraren iragazkortasuna eta aireztapena errazten du.

Lurzoruaren ezaugarri fisiko-kimikoak

1- Ehundura

Lurzoruan tamaina desberdinetako partikulak daude eta horien arteko proportzioari ehundura deitzen zaio. Ehundurak lurzoruak ura xurgatzeko duen gaitasuna eta bere iragazkortasuna baldintzatzen du.

Buztin asko duen lurzoruari buztintsua deitzen zaio, limo ugari duenari lurzoru limotsua eta batez ere harea duen lurzoruari hareatsua.

Lurzoru orekatuak edo tamaina guztietako partikulak dituztenak (limoak, buztinak eta hareak) dira onenak.

2- Egitura

Lurzoruko partikulen agregazioen forma eta tamainua da (pikorretan, partikuletan). Egiturak lurzoruaren aireztapena, iragazkortasuna eta higaduraren erresistentzia baldintzatzen ditu.

3- Porositatea

Porositatea hutsunearen bolumena da lurzoruaren bolumen osoarekiko. Poroen tamainua eta forma lurzoruaren iragazkortasuna baldintzatzen dute.

4- Iragazkortasuna

Iragazkortasuna fluido batek porodun material bat zeharkatzerakoan duen abiadura da. Faktore hauek lurzoru batek ura atxikitzeko, aireztatzeko eta lantzeko duen gaitasuna definitzen dute. Porositatearen menpe dago.

Lurzorua isurketa eta hondakin-metatzea gertatzen denean hesi bat izan daiteke edo substantzia kutsatzaileen garraiatzailea. Hau, bere porositatea eta iragazkortasunaren arabera gertatuko da.

Lurzoruaren faktore eratzaileak

1- Klima

Tenperatura eta prezipitazioak dira klimaren ezaugarri eta faktore nagusiak.

• Prezipitazioa: Euriak lurzoruaren hezetasuna eta aire-edukina erregulatzen dute eta berez lixibiazio-maila. Prezipitazioak ugariak direnean lurzorua elikagaiak galtzen ditu eta azidotu egiten da. Prezipitazioak urriak badira, lurzorua alkalinizatu egiten da.
• Tenperatura: Tenperatura altuak erreakzio kimikoen abiadura eta aktibitate mikrobiologikoa handitu egiten dituzte, humusaren deskonposaketa arinduz. Kasu honetan lurzorua pobretu egiten da. Tenperatura baxuetan lurzoruak izoztu egiten dira (permafrost lurzoruak) eta izaki bizidunek ezin dute lurzoru horietako ura erabili.

2- Topografia

Maldak ur-atxikipena eta drainatzea baldintzatzen dute eta lurzoruaren formazio-abiaduran eragina dute. Malda handia denean lurzoruaren lodiera txikiagoa izaten da.

3- Landaretza

Ur-atxikipena handitzen du lixibazioa oztopatuz.

4- Jarduera biologikoa

Landareak sustraien bidez harri-amaren apurketa bizkortzen dute.

Lurzoruan bizi diren animaliak lurraren partikulak nahasi egiten dituzte eta horrela aireztatu egiten da. Mikroorganismoak materia organikoa deskonposatu egiten dute.

5- Harri ama

Harri-amaren mineralen konposizio kimikoa lurzoruaren konposizio kimikoa baldintzatzen dute eta horren ondorioz landaretza mota ere.

Lurzoruaren profila

Ur-zirkulazioa eta aktibitate organikoa dela eta, lurzoruak egitura bertikala (profila) azaltzen dute. Sakonerarekin propietate fisiko eta kimiko desberdinak dituzten horizonte edo geruzak ikus daitezke.

• i) A horizontea: Gainazalekoena. Geruza hau osatzen duten konposatu asko lixibiatu egiten dira. Partikula mineralez (batez ere, silize-dun materialak) eta deskonposatutako materia organikoaz (humus) osatuta dago.
• ii) B horizontea: A horizontearen azpian dago eta bertan urak goitik ekarritako materialak biltzen dira. Geruza honetan materia organikoaren oxidazioa gertatzen da eta burdin (III) oxidoak eta orri-egitura duten silikatoak aurkitzen dira.
• iii) C horizontea: geruza sakonena da. Ez da ia lixibiaziorik gertatzen eta harri-aman bukatzen da.

Lurzoruko prozesu fisiko-kimiko nagusiak

Kutsatzaileek lurzoruaren poro-tartetik igarotzean prozesu desberdinak jasan ditzakete. Prozesu hauek kutsadura oztopatu edo erraztu egin dezakete:

• Iragazpen mekanikoa: partikula esekiak kentzen ditu (hondarrak, buztinak, organismoak,…). Poroak txikiak badira eta tamainu-banaketa uniformea dutenean efektu hau garrantzitsuagoa izango da.
• Adsortzioa: material finak molekula konplexuak dituzten kutsatzaileak atxikitu egiten dituzte (pestizidak, organokloratuak, ..).
• Oxidazio-erredukzio: oxidazioak materia organikoa CO₂-n bihurtzen du eta nitrogeno duten konposatuak -an. Oxigenorik ez dagoenean erredukzioa gertatzen da (CH₄, H₂S, Fe²⁺,… sortuz.).
• Prozesu biokimikoak: ingurune erredutzailea denean bakterio desnitrifikatzaileak , , N₂ eta NH₄-n bihurtzen dute. Ingurunea oxidatzailea denean bakterioak burdina hidroxido bezala hauspeatzen dute.
• Hauspeatze-prozesuak: Burdina eta manganesoa hidroxido bezala hauspeatu daitezke. Prozesu hau baldintzatzen duten faktoreak pH, materia organikoa eta disolbatutako oxigenoaren kontzentrazioa dira.
• Ioi-trukatze: lurzoruaren partikula koloidalak karga negatiboa dute eta bere gainazalean katioiak atxikitzen dituzte (K⁺, Na⁺, Ca²⁺,…). Katioi hauek beste katioiekin trukatu daitezke. Prozesu hau oso garrantzitsua da landareen elikagai-kontsumoa kontrolatzen duelako. Gainera, prozesu honen bidez lurzorua autoarazi egiten da katioi toxikoak atxikituta geldi daitezkelako.
• Diluzio-prozesuak: kutsadura kontzentratua denean prozesu hauek eraginkorrak dira.

Lurzoruaren kutsadura

Lurzorua ingurumeneko elementu ahula da, bere osatze- eta erregenerazio-abiadura oso motelak direlako eta bere degradazioa eragiten dutenak, berriz, oso azkarrak dira.

1- Kutsadura-mota

• Kutsatzailearen mugikortasunaren arabera sakabanatua edo puntuala izan daiteke. Kutsadura sakabanatua ingurune handi batean du eragina. Puntuala berriz, hedapena mugatua eta lokalizatua du, lurzoruko azalera txikietan gertatzen da, eta kutsatzaileen kontzentrazioa handia izaten da.
• Jatorriaren arabera:
  • Jarduera industriala eta hondakinen kudeaketa. Kutsadura zuzenean gerta daiteke (isurketa) edo zeharkakoka izan daiteke (euri azidoa).
  • Nekazaritza-jarduerak: ongarriak eta pestizidak lurzorua kutsatzen dute.

Lurzoruak jasaten dituen kutsadura-prozesuak

1- Toxikotasunaren handitzea

Substantzia kutsatzaile desberdinak eragiten dute efektu hau.

1.1- Metal astunak

Bere iturri nagusia isurketa industrialak, meategiak, hondakinak eta pestizidak dira. Batzuk (Fe, Mn, Zn…) beharrezkoak dira landareentzat, eta bakarrik kontzentrazio handitan daudenean toxikoak dira. Cd, Pb eta Hg, berriz, edozein kontzentrazioan toxikoak dira. Bere jatorria erreketa-prozesuetan sortzen diren errauts eta zepak, meategiak, pintura-ekoizpenak, disolbatzaileak,….

Lurzoruan duen metal-kontzentrazioa adsortzio eta ioi-trukatze, pH eta gerta daitezken erreakzioen menpe dago. Lurzoruak metalak atxikitzeko hiru bide ditu:

• Koloide mineral edo organikoetan adsortzio-prozesuak gertatzea.
• Lurzoruan dauden substantzia humikoekin erreakzionatzea konplexuak sortuz.
• Gatz disolbaezinak ematea hauspeatzerakoan.

Kutsatzaileak lurzorura iristen direnean partikuletan adsorbituta geldi daitezke edo euriak barruagoan dauden geruzetara arrasta ditzake. Katioi metaliko batzuek (Hg, Pb, As eta Cr) metilo taldearekin erreakzionatu dezakete (adibidez CH₃Hg⁺) koipetan disolbatzen diren eta kate trofikoan sartzen diren substantziak sortuz. Fenomeno honi biometalizazioa deitzen zaio.

1.2- Kutsatzaile organikoak

Nagusiena petrolioaren deribatuak sortzen dutena da. Kutsatzaile hauen mugikortasunean lurzoru-mota (materia organikoaren edukina, ioi-trukatze ahalmena) eta konposatuaren konposizioa eta ezaugarriak (solubilitatea uretan, lurrin-presioa,…) hartu behar dira kontutan.

Gainera, konposatu hauek lurrundu eta kimikoki eta biologikoki degradatu daitezke.

1.3- Ongarriak

Bere konposizioan nitratoak sartzen dira eta lurzoruak atxikitzen ez dituenez lixibiatu egiten dira akuiferoak kutsatuz. Nitratoak toxikotasun eta eutrofizazio arazoak ematen dituzte.

Fosforoa duten konposatu disolbagaitzak sortzen ditu Fe³⁺, Al³⁺ eta Ca²⁺ ioiekin.

Ongarri organikoen erabilera gazitze arazoak sor ditzake.

1.4- Pestizidak

Toxikoak, iraunkorrak direnez eta biometatzea ematen dutenez lurzorurako oso arriskutsuak dira. Bere izaera kimikoa, lurzoru-konposizioa eta mikroorganismoen kontzentrazioaren arabera erreakzioak jasan ditzakete, lurzoruko partikuletan atxikita geldi daitezke edo akuiferoetara lixibiatu egin daitezke.

2- Azidotzea

Isuri industrialak, landare-hondakinak metatzea, euri azidoak, ongarri azidotzaileak lurraren pH azidoago bihurtzea eragin dezakete. Honek sor ditzakeen arazoak konposatu disolbagaitzen disoluzioa eta metal toxikoen askapena (ioi-trukatzearengatik) dira.

3- Gazitzea

Disolbagarriak diren gatzak lurzoruan metatzen direnean gertatzen da (kloruroak, sulfatoak, karbonatoak….).

Toki lehorretan gertatzen dira prozesu hauek, lur azpiko urak gatz horiek kontzentrazio altuetan dituztelako eta lurrunketa handia delako. Gatz hauek dituen ura lurzorura iristen da eta gainazalean lurrundu egiten da gatzak han geldituz.

Jarduera antropogenikoak ere gazitzea eragin dezakete (hondakin-uren isurketa, ongarrien erabilera, gatz-edukin handia duten urak erabiltzea ureztatzeko,…).

Gazitzeak fosforo, burdina, potasio eta mikroelikagaien erabilgarritasuna murrizten du gatz disolbaezinak sortzen dituztelako eta horrela lurzoruaren emankortasuna txikiagoa izaten da. Gainera zarakarrak sortzen ditu poroak itxiz eta lurzoruaren iragazkortasuna murriztuz.

Lurzoru kutsatuak tratatzeko teknikak

Lurzoru kutsatu baten kutsadura mota karakterizatu ondoren berreskuratu egin behar da. Erabili daitezken teknikak bi taldetan sailkatzen dira aplikazio-tokiaren arabera:

• In-situ teknikak: lurzorua bertan tratatzen da beste toki batera eraman gabe.
• Ex-situ teknikak: lurzorua bere tokitik kendu egiten da eta tratatzeko den gunera garraiatzen da.

Tratzeko teknikaren helburuaren arabera beste sailkapen bat egin daiteke:

• Euste-teknikak: kutsatzailea lurzoruan hesi fisikoak jarriz isolatzen da, baina tratatu gabe.
• Konfinamendu-teknikak: kutsatzaileen lurzoruan duen mugikortasuna murriztu egiten da kutsatzaileen baldintza fisiko-kimikoak aldatuz.
• Deskontaminazio-teknikak: teknika hauen helburua lurzoruan dauden kutsatzaileen kontzentrazioa murriztea da.

1- Euste-teknikak

Euste-pantailak: In-situ aplikatzen den teknika honekin, lur azpiko ur kutsatuaren mototsa batek edo produktu askeak aurrera egin dezan saihets daiteke. Zementu edo bentonitazko (buztina duen harria eta horregatik iragaizkortasun txikia duena) pantailak erabiltzen dira. Pantaila osatzen duten materialak nahasteko, dosifikatzeko eta dagokion tokiraino bultzatzeko makina pisuak erabili behar dira.

2- Teknologia termikoak

Teknologia hauek ex-situ dira eta tenperatura handiak erabiliz kutsatzaileak suntsitzen dira. Gehien erabiltzen direnak hurrengoak dira:

• Errausketa: labe birakariak erabiltzen dira. Tenperatura altuak (870-1200 ºC) eta oxigeno sobera erabiliz lurzorua era kontrolatuan erre egiten da. Horrela kutsatzaileak erretzean kaltea eragiten ez duten produktu lurrunkorrak ematen dituzte. Kutsatzaile organiko (olioak, petrolioa, disolbatzaileak, plagizidak…) eta inorganikoei aplikatzen zaie tratamendu hau. Tenperatura altuak lurzoruan duen materia organiko naturala suntsitzen dutenez, lurzorua biologikoki geldo bihurtzen da.

Irudia 7. Lurzoruetan dauden kutsatzaileen errausketa.

• Desortzio termikoa: erraustearen antzekoa da, baina tenperatura baxuagoetan (150-600 ºC) erabiltzen da. Baldintza hauetan kutsatzailea ez da erretzen eta aire bero fluxu baten bidez lurzorutik desortzionatu egiten da. Sortzen diren gasak oxidazio termikoaren bidez tratatzen dira. Kutsatzaile organiko lurrunkorrak kentzeko erabiltzen da, baina ezin dira kutsatzaile inorganikoak kendu.
• Tratamendu termikoa izpi infragorriak erabiliz: labe birakarian egiten da eta berotzeko erradiazio infragorria sortzen duen unitate bat erabiltzen da.

3- Teknologia fisiko-kimikoak

• Erauzketa fisiko-kimikoa: kutsatzaileak oso toxikoak direnean edo kontzentrazioa oso altua denean eta berreskuratutako hondakinak birziklatu daitezkeenean erabiltzen da. Metodo nagusiak hurrengoak dira:
  • Erauzketa kimikoa: disolbatzaile organiko bat erabiltzen da lurzorua garbitzeko. Kontzentrazio handietan dauden konposatu organikoak kentzeko erabiltzen da (olioak, petrolioa, disolbatzaileak, plagizidak…). Konposatuak pisu molekular altua badute eta oso hidrofilikoak badira, teknika hau ez da eraginkorra.
  • Hutsaren bidezko erauzketa: ponpa baten bidez huts handia sortzen da lurzoruan eta kutsatzaile organiko lurrunkorrak erauzketa-putzuetara desplazatu egiten dira. Aldi berean lurzoruaren gainazaletik airea sartzen da. Konposatu organiko lurrunkorrak kentzeko erabiltzen denez, gasolindegietan erabiltzen da teknika hau. Lurzorua iragazkortasun baxua badu, teknika hau ez da eraginkorra eta kutsadura atmosferikoa sor dezake.
  • Aire-erauzketa: Aire garbia konpresoreak erabiliz sar daiteke eta kutsatutako airea erauzketa-putzuetan biltzen da eta ikatz-aktiboko iragazkien bidez arazten da.
  Irudia 8. Aire-erauzketa.
• Lurzoruaren garbiketa: likido bat erabiliz (azidoak, baseak,…) kutsatzaileak lurzorutik kentzen dira. Likidoa injektatzen denean kutsatzaileen solubilitatea handitu egiten da eta erauzketa-putzuen bidez kendu egiten dira. Teknika honekin kutsatzaile organiko eta inorganikoak kendu egin daitezke. Lurzoruaren buztin-edukina altua denean ez da eraginkorra, lurzoru hauek iragazkortasun baxua dutelako.
• Solidotzea/egonkortzea: in-situ eta ex-situ izan daiteke. Finkatze-material bat aplikatzen da lurzoruan dauden kutsatzaileen mugikortasuna murrizteko. Horrela hondakinak errezago erabili daitekeen egonkortutako masa batean bihurtzen dira. Zementua, silikatoak, polimeroak injektatzen dira eta kutsatzaileak matrize iragazgaitz eta egonkor baten barruan gelditzen dira (kapsulatuta). Teknika hau erabiliz kendu daitezken kutsatzaileak olioak, konposatu organiko ez-egonkorrak, metal astunen errautsak,….dira.
• Beiraztapena: Kutsatuta dagoen lurzorua tenperatura altuetan berotu egiten da beira antzeko material egonkor batean bihurtuz. Teknika honetan kutsatzaileen mugikortasuna murriztu egiten da eta gainera tenperatura altuan kutsatzaile organikoak suntsitu egiten dira. Lurzoruak oso hezeak badira edo kutsatzaileen kontzentrazioa oso altua bada, teknika hau ez da eraginkorra.

Ex-situ teknika erabiltzen denean lurzorua labe batean sartu eta berotu egiten da. In-situ teknikan grafitozko elektrodoak erabiltzen dira lurzorua berotzeko. Teknika honen kostua oso handia da.

Irudia 9. Lurzoruaren beiraztapena.

• Elektrozinetika: lurzourari eremu elektriko bat aplikatzen zaio eta honek ura, ioi eta karga duten partikula txikien mugimendua eragiten du. Anioiak elektrodo positibora joaten dira eta katioiak negatibora. Lurzoruko metal astunak kentzeko erabiltzen den teknika da. Bere abantailak: energia gutxi kontsumitzen duela eta kutsatzaileak elektrodoetan metatzen direla dira.

Irudia 10. Lurzoruari aplikaturiko prozesu elektrozinetikoa.

4- Teknologia biologikoak

Kutsatzaileak (pestizidak, gasolina, olioak,…) biodegradatzeko mikroorganismoak erabiltzen dira. Erabiltzen diren teknikak hurrengoak dira:

• Landfarming: kutsatutako lurzorua bere tokitik atera egiten da eta partzela iragazgaiztu handietan zabaldu egiten da. Han mikroorganismoen jarduera bultzatzeko tratatu egiten da: hondeatuz, elikagaiak gehituz, hezetasuna emanez. Lixibatuak sortzen badira era egokian kudeatu behar dira. Sor daitezkeen lixibatuak jasotzeko eta gero tratatzeko (bereiztea, kudeatzea, etab.) azpiegiturak behar dira. Toki asko eta makina egokiak behar dira.
• Konpostajea: lurzoru kutsatua oso biodegradagarri den materialarekin nahasi egiten da (lastoa, egur birrinduak) eta baldintza aerobiko kontrolatuetan biologikoki degradatzen dira kutsatzaileak. Kontrolatu beharreko faktoreak pH-a, tenperatura, hezetasuna, elikagai-edukia eta bakterio-populazioa dira. Teknika hau egiteko hiru bide daude: hondeapen-pilak (oinarria iragazgaiztu baten gainean jartzen dira), aireztapen-sistema mekanikoa duten pilak eta erreaktorean. Lixibatuak atxikitzeko zangak eraiki behar dira.
• Bioerremediazioa: kutsatzaileak indargabetzen dituzten lurpean gertatzen diren prozesu naturalak azkartu egiten dira. Teknika honen bidez lurzoruan dauden kutsatzaile organikoen in-situ biodegradazioa azkartu egiten da. Hau lortzeko elikagaiak (nitrogeno eta fosforo) injektatzen dira eta oxigenoa sartzen da. Oxigenoaren aplikazioa aireztapen bitartez edo erreaktibo kimikoak sartuz lortzen da (hidrogeno peroxidoa).

Irudia 11. Bioerremediazioa.