Contaminación de los cuerpos de aguas superficiales por los

UNIVERSIDAD DEL TURABO
CONTAMINACIÓN DE LOS CUERPOS DE AGUA SUPERFICIALES
POR SISTEMAS DE RELLENO SANITARIO EN PUERTO RICO
Por
Awilda Ortiz Pastor
BS, Ciencias Ambientales, Universidad de Puerto Rico de Río Piedras
TESIS
Escuela de Ciencias y Tecnología
Universidad del Turabo
Requisito parcial para el grado de
Maestría en Ciencias Ambientales
Especialidad en Análisis Ambiental
(Opción en Química)
Gurabo, Puerto Rico
junio, 2012
UNIVERSIDAD DEL TURABO
Una tesis sometida como requisito parcial para el grado de
Maestría en Ciencias Ambientales
14 de junio de 2012
fecha de defensa
Contaminación de los Cuerpos de Agua Superficiales
Por Sistemas de Relleno Sanitario en Puerto Rico
Awilda Ortíz Pastor
Aprobada:
____________________________
Guillermo Martínez Segura, PhD
Asesor de Investigación
____________________________
Pedro Modesto Ortiz, MEM
Miembro del Comité
____________________________
Ángel Rivera Collazo, PhD
Miembro del Comité
__________________________
Teresa Lipsett, PhD
Decana
ii
© Copyright 2012
Awilda Ortiz Pastor. Todos los Derechos Reservados.
Dedicatoria
Esta tesis de maestría se la dedico especialmente a mi esposo Joel Vega y a mis hijas
Amelia y Laura Vega porque han estado presentes en cada uno de los semestres de
investigación. También, se la dedico a mi madre Awilda Pastor porque siempre ha sido el
soporte principal de mi vida. No puedo dejar de mencionar a mi padre que siempre ha
confiado en mi determinación y en mi fuerza de voluntad para realizar las cosas.
iii
Agradecimiento
Inicialmente agradezco a la Escuela de Ciencias y Tecnología de la Universidad del
Turabo por concederme una beca la cual utilicé para la compra del equipo para este estudio.
Le doy gracias a mi asesor de investigación, el Dr. Guillermo Martínez y a los miembros del
comité, el Dr. Ángel Rivera y Pedro Modesto MEM por apoyarme en todo momento.
Reconozco a Israel Cruz, por ser parte de este grupo tan especial y ser un gran compañero de
trabajo durante esta investigación. En especial, quiero agradecer a Maritza Merced del
Laboratorio Central de la Autoridad de Acueductos y Alcantarillado de Caguas, y a Senén
Guzmán del Servicio Geológico de los Estados Unidos, por lograr que se llevara acabo el
análisis de mis muestras; a Fernando Gómez, Marylin Santiago, Carlos Figueroa y Pedro
Díaz que de una manera u otra fueron parte del logro de esta tesis de maestría y a Héctor
Rosario de la Vaquería Tres Monjitas por facilitarme las botellas de plástico que fueron
utilizadas en la toma de muestras para este estudio. Por último, agradezco el apoyo y la
colaboración de familiares y vecinos ya que con su ayuda, pude terminar este estudio.
iv
Tabla de Contenido
página
Lista de Tablas ....................................................................................................................vii
Lista de Figuras ................................................................................................................. viii
Lista de Apéndices ................................................................................................................ x
Abstract ................................................................................................................................ xi
Resumen .............................................................................................................................xii
Capítulo Uno. Introducción ................................................................................................... 1
Fundamentos del problema ........................................................................................ 1
Origen de los contaminantes ...................................................................................... 1
Justificación del estudio ............................................................................................. 4
Hipótesis .................................................................................................................... 5
Capítulo Dos. Revisión de literatura ..................................................................................... 6
Historia de los Sistemas de Relleno Sanitario ............................................................. 6
Situación actual ......................................................................................................... 7
Reglamentaciones federales y estatales ...................................................................... 8
Capítulo Tres. Metodología ................................................................................................ 12
Lugares de estudio ................................................................................................... 12
Selección de los puntos de muestreo en los ríos........................................................ 13
Parámetros físicos y químicos .................................................................................. 14
Toma de muestras, preservación y almacenaje ......................................................... 19
Procedimiento químico de las muestras .................................................................... 21
Capítulo Cuatro. Resultados ............................................................................................... 22
v
página
Resultados del área de Guayama .............................................................................. 22
Resultados del área de Guaynabo ............................................................................. 27
Resultados del área de Humacao .............................................................................. 32
Resultados del área de Juana Díaz ............................................................................ 37
Resultados del área de Toa Alta ............................................................................... 41
Determinación de los parámetros físicos y químicos ................................................ 46
Capítulo Cinco. Discusión ................................................................................................... 58
Conclusiones ........................................................................................................... 62
Limitaciones ............................................................................................................ 63
Recomendaciones ................................................................................................... 63
Literatura Citada.................................................................................................................. 65
Apéndices ........................................................................................................................... 72
vi
Lista de Tablas
página
Tabla 4.01
Datos de los parámetros físicos y químicos de GuayamaDS .............. 25
Tabla 4.02
Datos de los parámetros físicos y químicos de GuayamaUS .............. 26
Tabla 4.03
Datos de los parámetros físicos y químicos de GuaynaboDS ............. 30
Tabla 4.04
Datos de los parámetros físicos y químicos de GuaynaboUS ............. 31
Tabla 4.05
Datos de los parámetros físicos y químicos de HumacaoDS .............. 35
Tabla 4.06
Datos de los parámetros físicos y químicos de HumacaoUS .............. 36
Tabla 4.07
Datos de los parámetros físicos y químicos de Juana DíazDS ............ 39
Tabla 4.08
Datos de los parámetros físicos y químicos de Juana DíazUS ............ 40
Tabla 4.09
Datos de los parámetros físicos y químicos de Toa AltaDS ............... 44
Tabla 4.10
Datos de los parámetros físicos y químicos de Toa AltaUS ............... 45
Tabla A 1.01
Tabla de los SRS en Puerto Rico en operación .................................. 77
Tabla A 1.02
Tabla de SRS a menos de 200 metros de un cuerpo de agua .............. 79
Tabla A 1.03
Tabla de los puntos de muestreo seleccionados ................................. 80
Tabla A 2.01
Especificaciones del Instrumento EC500 Marca ExStik II ................ 86
Tabla A 2.02
Resumen de tipo de envase para toma de muestras
de agua su preservación y su almacenamiento ................................... 87
vii
Lista de Figuras
página
Figura 2.01
Diagrama de un SRS con capa impermeable ....................................... 7
Figura 3.01
Diagrama simulando a las áreas de estudio........................................ 13
Figura 3.02
Modelo de Instrumento EC500, ExStik II ......................................... 15
Figura 3.03
Método misceláneo utilizando un objeto flotante .............................. 16
Figura 3.04.
Envase de plástico esterilizado de 1,000 mL utilizado para
la toma de muestras de agua en los puntos de muestreo ..................... 21
Figura 4.01
Punto de muestreo río abajo, GuayamaDS ........................................ 23
Figura 4.02
Punto de muestreo río arriba, GuayamaUS ........................................ 24
Figura 4.03
Punto de muestreo río abajo, GuaynaboDS ....................................... 28
Figura 4.04
Punto de muestreo río arriba, GuaynaboUS....................................... 29
Figura 4.05
Punto de muestreo río abajo, HumacaoDS ........................................ 33
Figura 4.06
Punto de muestreo río arriba, HumacaoUS ........................................ 34
Figura 4.07
Punto de muestreo río abajo, Juana DíazDS ...................................... 38
Figura 4.08
Punto de muestreo río arriba, Juana DíazUS ..................................... 38
Figura 4.09
Punto de muestreo de escorrentía formada
río abajo, Toa AltaDS ....................................................................... 42
Figura 4.10
Punto de muestreo río arriba, Toa AltaUS ......................................... 43
Figura 4.11
Determinación de la conductancia ..................................................... 46
Figura 4.12
Determinación del pH ....................................................................... 47
Figura 4.13
Determinación de la dureza total ....................................................... 48
Figura 4.14
Determinación de calcio ................................................................... 49
viii
página
Figura 4.15
Determinación de cloruro.................................................................. 50
Figura 4.16
Determinación de sulfato .................................................................. 51
Figura 4.17
Determinación de fósforo total .......................................................... 52
Figura 4.18
Determinación de arsénico ................................................................ 53
Figura 4.19
Determinación de cromo ................................................................... 54
Figura 4.20
Determinación de níquel ................................................................... 55
Figura 4.21
Determinación de plomo ................................................................... 56
Figura 4.22
Determinación de zinc ...................................................................... 57
Figura A 1.01
Mapa de la distribución de los SRS ................................................... 74
Figura A 1.02
Mapa de Hidrografía ......................................................................... 75
Figura A 1.03
Mapa de Topografía .......................................................................... 76
Figura A 1.04
Situación actual de los SRS............................................................... 78
Figura A 1.05
SRS de Guayama .............................................................................. 81
Figura A 1.06
SRS de Guaynabo ............................................................................. 82
Figura A 1.07
SRS de Humacao .............................................................................. 83
Figura A 1.08
SRS de Juana Díaz ............................................................................ 84
Figura A 1.09
SRS de Toa Alta ............................................................................... 85
ix
Lista de Apéndices
página
Apéndice Uno.
Recursos para la selección de los puntos de muestreo........................ 73
Apéndice Dos.
Instrumento de campo y métodos de análisis ..................................... 86
Resumen del método del SOP-QA-049 ............................................. 88
Resumen del método del SOP-QP-017.............................................. 89
Resumen del método del SOP-QA-026 ............................................. 90
Resumen del método del SOP-QA-117 ............................................. 91
Resumen del método del SOP-QA-055 ............................................. 92
Resumen del método del SOP-QA-064 ............................................. 93
Apéndice Tres.
Reporte de curva de calibración ....................................................... 94
Apéndice Cuatro.
Cartas gestionadas para este estudio ................................................ 120
Apéndice Cinco.
Lista de símbolos y abreviaturas ..................................................... 137
Apéndice Seis.
Glosario .......................................................................................... 139
x
Abstract
Awilda Ortiz Pastor (Master of Environmental Sciences)
Contamination of the Surface Waters by Municipal Landfill in Puerto Rico (Jun/2012)
Abstract of a Master Degree Thesis at the Universidad del Turabo.
Thesis supervised by Guillermo Martinez Segura, PhD
No. of pages in text 144
This study is based on the analysis of water samples taken from April 2008 to April
2009 from rivers and brooks (upstream and downstream), close to five Municipal Landfill
(SRS, for its initial in Spanish) in Puerto Rico, from the following municipalities: Guayama,
Guaynabo, Humacao, Juana Diaz and Toa Alta. These systems are in operation since the
1970 decade. The general description for these selected SRS include geographic location,
affected area, years of operation, projected life of the sites, types of waste received, daily
amount received in kilograms and the observations performed on the selected systems for
this study. Results for physical and chemical parameters identified for the analysis of the
water samples taken from the sources close to the SRS are presented and discussed. These
parameters are: conductivity, pH, total hardness, calcium, chlorides, sulfates, phosphorus,
arsenic, chromium, nickel, lead and zinc. Finally, there are recommendations to help improve
the operation of those SRS in the study in order to minimize the exposure of the adjacent
water bodies to contaminants.
xi
Resumen
Awilda Ortiz Pastor (Maestría en Ciencias Ambientales)
Contaminación de los cuerpos de agua superficiales por sistemas de relleno sanitario en
Puerto Rico. (Jun/2012)
Resumen de una tesis de Maestría de la Universidad del Turabo.
Tesis supervisada por Guillermo Martínez Segura, PhD
Núm. de páginas en el texto 144
Este estudio se basa en los análisis de muestras de agua de ríos y quebradas cercanos
a cinco Sistemas de Relleno Sanitario (SRS, en adelante) durante un año, desde abril de 2008
hasta abril de 2009. Las muestras de agua fueron tomadas en puntos localizados río arriba y
río abajo con relación a los SRS de los siguientes municipios: Guayama, Guaynabo,
Humacao, Juana Díaz y Toa Alta. Los mismos están operando desde la década del 1970. La
descripción general de estos SRS seleccionados contiene su ubicación, las hectáreas
impactadas, años de operación, la proyección de la vida útil, tipos de desperdicios que
reciben, cantidad en kilogramos que reciben diariamente y las observaciones de los cuerpos
de agua superficiales seleccionados para este estudio. Se presentan y discuten los resultados
de los parámetros físicos y químicos que se identificaron para el análisis de las muestras de
los cuerpos de agua superficiales cercanos a los SRS. Estos parámetros son: conductancia,
pH, dureza total, calcio, cloruros, sulfatos, fósforo total, y los metales: arsénico, cromo,
níquel, plomo y zinc. Por último, se hacen recomendaciones que ayudarán a mejorar la
operación de los SRS y así minimizar la exposición de los cuerpos de agua superficiales a los
contaminantes.
xii
1
Capítulo Uno
Introducción
Fundamentos del problema
Han pasado más de treinta años desde que el Servicio Geológico de los Estados
Unidos (USGS, por sus siglas en inglés) realizó unos estudios en lugares de depósito de
desperdicios sólidos en Puerto Rico (PR, en adelante) (USGS 1979 y 1981).
Esta
investigación incluía análisis químicos, físicos y biológicos para los suelos y cuerpos de agua
superficiales cercanos a lugares donde se detectaban lixiviados de los vertederos. El sistema
de relleno sanitario (SRS, en adelante), es un método diseñado para la disposición final de
desperdicios sólidos y es la práctica más utilizada en el mundo (Ahmed 2001, Giraldo 2001,
Istrade et al. 2005). Es importante y necesario conocer la calidad del agua que está cerca de
estos SRS, debido a que los acuíferos y los ríos son la principal fuente de abasto de agua
potable en PR (Molina 2009). Al presente, se debe fomentar que se hagan más estudios para
evaluar el potencial de contaminación de los lixiviados de los SRS a los cuerpos de agua
superficiales de PR. Cada día hay mayor generación de desperdicios y lixiviados, lo que
incrementa la dificultad para poderlos manejar. Como resultado, estos lixiviados que se
generan en los SRS municipales tienen un alto potencial de contaminar los recursos de agua,
al ambiente y a su vez aumentan los riesgos a la salud de las comunidades cercanas (AbuZeid et al. 2004, Ağdağ 2004, Ahmed 2001, Aluko 2005, Istrade et al. 2005, James 1977).
Origen de los contaminantes
Los SRS tienen que cumplir con las leyes y reglamentos que sean aplicables en PR,
pero es muy probable encontrar algunos contaminantes de los lixiviados en el terreno, en las
aguas subterráneas y hasta en las aguas superficiales cercanas a un SRS, según su
2
concentración y solubilidad (El-Gendy 2006, Mizumura 2003, Mor et al. 2006, Tałałaj 2006).
Además, se ha encontrado que la composición y la concentración de los lixiviados es función
de tres variables principales: el área rellenada, la cantidad de infiltración que se permita y el
sistema de drenaje (Giraldo 2001). El área rellenada afecta porque es a través de ella que se
realiza la entrada y el contacto del agua de infiltración con la basura. Por otra parte la
cantidad de infiltración que se permita al SRS depende de la desviación de aguas de
escorrentía, la cantidad de precipitación directa y la presencia de infiltraciones subterráneas.
Por último, los sistemas de drenaje e impermeabilización son importantes porque son los que
permiten que los lixiviados no contaminen los suelos y las aguas subterráneas (Giraldo
2001).
En el Reglamento para el Manejo de Desperdicios Sólidos No Peligrosos de la Junta
de Calidad Ambiental de PR de 1997 (JCA, en adelante), se define desperdicios sólidos
como: “Cualquier basura, desecho, residuo, cieno u otro material descartado o destinado
para su reciclaje, reutilización y recuperación, incluyendo materiales sólidos, semisólidos,
líquidos o recipientes que contienen material gaseoso generado por la industria, comercio,
minería, operaciones agrícolas o actividades domésticas.”
Esta definición incluye:
"materias que han sido desechadas, abandonadas, o dispuestas; material descartado o
materias a las que les haya expirado su utilidad o que ya no sirven, a menos que sean
procesadas o recuperadas." Por lo tanto, lixiviado se define como: cualquier contaminante
líquido que se genera del agua que se ha infiltrado o ha drenado a través de los desperdicios
sólidos y que contiene materiales o componentes de tales desperdicios que son solubles,
parcialmente solubles o se encuentran suspendidos (Aluko 2005, El-Gendy et al. 2006, JCA
1997, McIsaac 2005).
3
En los SRS inactivos y activos se generan los lixiviados porque se infiltra el agua a
través de estos. Por lo que cabe destacar, que los SRS cerrados tienen igual o mayor
potencial de contaminación que los que están activos (Kumar 2005, Olofsson et al. 2006).
Los lixiviados de los SRS contienen contaminantes que pueden caracterizarse en cuatro (4)
grupos: materia orgánica disuelta, macro componentes inorgánicos, metales pesados y
compuestos orgánicos (Kjeldsen et al. 2002).
Globalmente, los lixiviados tienen
implicaciones en la producción de alimentos en las granjas, desarrollo anormal, nacimientos
de bajo peso, incidencia de leucemia y otros tipos de cáncer en comunidades cercanas (Aluko
2005). Otros estudios relacionados a los peces han demostrado que la exposición a los
lixiviados afectan al desarrollo de los embriones y pueden presentar deformaciones en la
espina dorsal (Osaki et al. 2006, Rutherford et al. 2000).
En el presente estudio, se analizaron algunos parámetros químicos y físicos para
evaluar la calidad del agua superficial de ciertas áreas de ríos que están cerca de los SRS. Es
importante mantener niveles óptimos en los parámetros de calidad del agua en estos recursos,
para evitar problemas de contaminación ambiental y no arriesgar la salud de las comunidades
cercanas (Aluko 2005). También, se identificaron y se evaluaron los contaminantes que
excedieron los niveles máximos permisibles de los estándares de calidad de agua de la JCA,
para poder utilizarlos como indicadores de contaminación proveniente de lixiviados de un
SRS.
Si los contaminantes de lixiviados están presentes son detectables en las aguas
superficiales (Osaki et al. 2006, Rutherford et al. 2000). Si no ha habido algún impacto
puede que todavía no haya llegado a ese lugar en el momento del muestreo. En estudios
anteriores se observaron concentraciones bajas de metales, que se pueden estar acumulando y
a medida que pasa el tiempo aumentan las concentraciones (Kjeldsen et al. 2002).
4
Justificación del Estudio
Los contaminantes presentes en el lixiviado pueden estar ya afectándonos, además es
un problema a largo plazo (Ağdağ 2004, Kjeldsen et al. 2002, O’Leary 2002, Olofsson et al.
2006, Rosqvist et al. 2005, Ruiz et al. 2006, Wang 2006). Los SRS en PR han estado activos
por más de treinta años. La Agencia Federal de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas
en inglés) delegó el programa del manejo de los desperdicios sólidos no peligrosos a la JCA,
basándose en la Ley Federal de Conservación y Recuperación de Recursos (RCRA, por sus
siglas en inglés), que entró en vigor el 9 de abril de 1994, la cual exige que las áreas de
disposición de desperdicios sólidos tengan una capa impermeable. Además, esta ley exige la
instalación de pozos para el monitoreo y rastreo de los contaminantes cercano al lugar. Este
mismo día, cesaron operaciones treinta y dos vertederos (32) en PR, ya fuera por no cumplir
con las reglamentaciones federales, ni estatales, o porque se agotó su capacidad para recibir
desperdicios (lo que fue el 50 por ciento de los vertederos). Al asumir su responsabilidad la
JCA creó el Reglamento para el manejo de desperdicios no peligrosos y así poder monitorear
a los SRS que continuaron sus operaciones. Otro aspecto no menos importante, al hacer más
exigentes las regulaciones federales y estatales, se elevan los costos para el manejo de los
lixiviados en los SRS (Rogoff et al. 1999).
El presente estudio se desarrolló en cuerpos de agua superficiales cercanos a los SRS
previamente identificados, para investigar si cumplen con los estándares de calidad de agua
de la JCA, se evaluaron los siguientes parámetros: conductancia, pH, dureza total, calcio,
cloruros, sulfatos, fósforo total, y los metales: arsénico, cromo, níquel, plomo y zinc. La
exposición a los metales por encima de los estándares de calidad de agua potable afecta a la
salud humana de la siguiente manera: el arsénico puede aumentar el riesgo de cáncer de la
piel, del hígado, la vejiga y pulmones, problemas circulatorios y daños a la piel; el cromo ha
5
provocado en animales de estudio irritación y úlceras en el estómago y el intestino delgado y
anemia; el níquel provocan alergias a la piel comúnmente, pero las personas que han tomado
agua con altos niveles de níquel sufrieron dolores de estómago y efectos adversos en la
sangre y los riñones; el plomo puede afectar casi todos los órganos y sistemas en el cuerpo
tanto en niños como en adultos, el más sensible es el sistema nervioso; el zinc puede causar
efectos como la decoloración de dientes o piel, y también puede afectar el sabor, olor y color
del agua potable (ATSDR 2005, 2007 y 2008, EPA 2009). Por lo que se recomienda hacer
estudios para saber de donde provienen los contaminantes que están afectando a los cuerpos
de agua superficiales de PR.
Hipótesis
Los cuerpos de agua superficiales de Puerto Rico no han sido impactados o
contaminados por lixiviados provenientes de los SRS de cinco (5) municipios previamente
identificados y que por lo tanto cumplen con los estándares de calidad de agua de la JCA. Si
se demuestra lo contrario, se mencionará que estos cuerpos de agua superficiales pueden
estar contaminándose por lixiviados de los SRS y que no están en cumplimiento con los
estándares de calidad de agua de la JCA.
6
Capítulo Dos
Revisión de literatura
Historia de los Sistemas de Relleno Sanitario
En sus orígenes y hasta la década de los 60, la visión de una facilidad para disponer
desperdicios sólidos era de un hoyo en la tierra o de un área confinada entre cerros en la que
se depositaba la basura y se incineraba de manera semicontrolada. Esto dio origen al término
de crematorio (ADS 1999). Este método que por un tiempo fue útil, con el transcurrir de los
años y el aumento en la cantidad de desperdicios comenzó a crear serios problemas de
disposición y contaminación ambiental, tanto de aire como de suelos y cuerpos de agua
(Rohena 2006). Fue a consecuencia de este efecto que temprano en la década del 70 el
gobierno de PR comenzó a promover legislación para proteger el ambiente y entonces se creó
la JCA en el 1972. A través de la JCA, surgen leyes que reglamentan el área de recogido y
disposición de desperdicios sólidos, con lo que se logró la transición de crematorio a
vertedero (ADS 1999). Eventualmente, la JCA estableció reglamentaciones más exigentes,
por lo que se comenzó a disponer eficientemente de los desperdicios; se fueron eliminando o
controlando con esto, los fuegos y vectores (moscas, ratones, etc.) y logrando además cierto
control de las aguas de escorrentías y lixiviados. Se fueron perfeccionando las leyes y los
reglamentos hasta la conversión a los sistemas de relleno sanitario en la década de los 80
(ADS 1999, JCA 2003, Rohena 2006).
El SRS consiste básicamente de una capa impermeable localizada en el fondo,
utilizando un material geosintético (liner) de una conductividad hidraúlica (o coeficiente de
permeabilidad) no mayor de 1 x 10-5 cm/s y un sistema de recolección de lixiviados diseñado
para que los jugos de lixiviación corran sobre el revestimiento (Figura 2.01). Luego se cubre
7
con una capa de arcilla y otra de barro, las cuales están al fondo de la excavación. Luego se
deposita la basura, se rellena con tierra y se compacta (JCA 1997).
Figura 2.01 Diagrama de un SRS con capa impermeable.
Fuente: Ambiental Blog 2010
Situación actual
Para principios de los años de 1990, el manejo y disposición de los desperdicios
sólidos representaba una amenaza económica y ambiental en PR (ADS 2004). En abril de
1993, treinta y dos (32) vertederos fueron cerrados por la JCA y la Autoridad de
Desperdicios Sólidos (ADS, en adelante) por incumplimiento con el Reglamento para el
Manejo de Desperdicios Sólidos No Peligrosos de la JCA y las disposiciones del 40 CFR
Parte 258.55(i)(3), (EPA 1976). Los vertederos restantes tuvieron que hacer ajustes en el
diseño, manejo y operación del vertedero para que pudieran convertirse en SRS (ADS 2004).
El sistema de manejo de desperdicios sólidos en PR sirve a los setenta y ocho municipios que
generan alrededor de cuatro billones de kilogramos de desperdicios residenciales, industriales
y comerciales. Este sistema consiste de varios programas de reducción y reciclaje de estos
desperdicios; nueve (9) facilidades de recobro de materiales; cuatro (4) plantas de composta;
8
diecisiete (17) estaciones de transferencia y treinta y dos (32) rellenos sanitarios operando.
La proyección del estudio de la caracterización de desperdicios reporta que se generan 2.52
kilogramos por persona por día (ADS 2008).
Algunos estudios realizados en cuerpos de agua superficiales cercanos a los SRS han
demostrado que las concentraciones de sodio, potasio y cloruro, son mayores aguas abajo de
un SRS que aguas arriba, es posible encontrar el ion cloruro porque no es reactivo, no se
precipita en los cuerpos de agua superficiales (Ahmed 2001, Mizumura 2003, Mor et al.
2006). La conductancia también presenta concentraciones altas aguas abajo de un SRS
(Ahmed 2001, Mizumura 2003). Los iones de calcio y magnesio que representan los iones
principales en la determinación de dureza del agua también las concentraciones se encuentran
más altas aguas abajo de un SRS (Ahmed 2001). El fosfato y el nitrito se han encontrado en
niveles bajos (Ahmed 2001). Las concentraciones de los metales trazas de arsénico, cobre,
cromo, níquel, plomo y zinc se han utilizado en los estudios como indicadores de
contaminación porque se encuentran comúnmente en los lixiviados (Ahmed 2001, Aluko
2005, El- Gendy 2006, Istrade et al. 2005, Mor et al. 2006).
Reglamentaciones federales y estatales
Para controlar los problemas relacionados a la disposición y manejo de desperdicios
sólidos, surgen las leyes y reglamentaciones ambientales de PR basadas en las leyes de los
Estados Unidos (EEUU, en adelante). Para el 1965, en EEUU se establece la Ley para la
Disposición de Desperdicios Sólidos (SWDA, por sus siglas en inglés) para suministrar agua
potable al público.
Pero esta ley sentó las bases para la investigación en los SRS, la
construcción de unidades de manejo de desperdicios y recuperación de materiales, además de
adiestramiento y guías para la recolección, transferencia y disposición de los desperdicios
sólidos. Para el 1970, en EEUU surge la Ley para la Recuperación de Recursos (RRA, por
9
sus siglas en inglés), que es una enmienda a la SWDA haciendo énfasis en el reuso y
reciclaje de materiales y convertirlos a energía. Más adelante, en el 1976, en EEUU surge la
Ley Federal de Conservación y Recuperación de Recursos (RCRA, por sus siglas en inglés),
reglamenta y controla los desperdicios peligrosos desde su origen hasta su eliminación. Por
último, surgió la Ley Comprensiva de Respuestas Ambiental, Compensación y
Responsabilidad de 1980, mejor conocida como Ley de Superfondo (CERCLA, por sus
siglas en inglés), la cual autoriza al gobierno federal a limpiar contaminantes tóxicos o
peligrosos de SRS o terrenos cerrados o abandonados. El gobierno obtiene los medios
económicos de un gran fondo que se creó por el gobierno federal para financiar la limpieza
de estos depósitos con dinero proveniente de arbitrios de impuestos a materiales tóxicos o
peligrosos (López 1999).
Las leyes ambientales que regulan la actividad humana en PR tienen dos fuentes: las
leyes federales y las leyes locales. Las leyes federales surgen cuando el asunto es de interés
de los Estados Unidos, ya que afecta a los ciudadanos de todos los estados y sus territorios.
En PR, surge la Ley Número 9 sobre Política Pública Ambiental de 1970 y la propia
Constitución lo afirma (ADS 1992). La Ley Núm. 23 de 20 de junio de 1972, según
enmendada, creó el Departamento de Recursos Naturales y Ambientales (DRNA, en
adelante). La Ley 70 del 23 de junio de 1978, creo a la ADS para servir como la agencia
responsable de manejar los desperdicios sólidos en PR. En sus primeros esfuerzos, la ADS
elaboró un Plan Integral para la Recuperación de Recursos en 1986. El 18 de septiembre de
1992 se aprobó la Ley Número 70 para la Reducción, Reuso y Reciclaje de los Desperdicios
Sólidos en PR. Se establece que será política pública del Gobierno de PR el desarrollo e
implantación de estrategias económicamente viables y ambientalmente seguras que resulten
en la disminución del volumen de los desperdicios sólidos que requieran disposición final.
10
La Ley de RCRA en el 1993, estableció unos requisitos más estrictos para los SRS, por lo
que la EPA delegó el programa del manejo de desperdicios sólidos no peligrosos a la JCA.
En ese mismo año se cerraron más del 50 por ciento de los sesenta y dos (62) vertederos
existentes en la isla, los cuales tenían una vida útil estimada de seis años al momento de
cerrar.
Posteriormente, el Plan de Reorganización Número 1 del 9 de diciembre de 1993,
reestructuró al DRNA e incorporó la ADS y aunque conserva su autonomía administrativa,
debe reportar sus ejecutorias al mismo DRNA. Dicho Plan contempló el desarrollo de siete
facilidades de recuperación de energía como posible alternativa al problema de los
desperdicios en PR, pero no tuvo el respaldo gubernamental necesario. La Ley 13 del 20 de
enero de 1995, estableció los requisitos para la planificación e implantación del Plan de
Infraestructura de la ADS. También, esta Ley enmendó la Ley Número 70 para ampliar el
Programa para la Reducción y el Reciclaje de los Desperdicios Sólidos, crear nuevos
incentivos económicos, especificar responsabilidades de las agencias y municipios y
promover la reducción, la reutilización y separación de los desperdicios sólidos en la fuente
de materiales reciclables. En ese mismo año, la Ley de Incentivos Contributivos de 1987 fue
revisada por la Ley 14 del 20 de septiembre de 1995 para promover la expansión de
actividades de reciclaje. Para el año 2000 se hizo una enmienda a la Ley Número 70
convirtiéndose en la Ley Número 411. Los fines de esta ley eran extender al año 2006 la
meta de reciclar un 35 por ciento de los desperdicios sólidos y para este fin hacer mandatorio
que los municipios nombren un Coordinador de Reciclaje a tiempo completo y que asignen
presupuesto a la Oficina de Reciclaje Municipal, además de rendir informes durante la
implementación del Plan. Ante las Juntas del DRNA y la ADS se encuentra el Reglamento
para la Reducción, Reutilización y el Reciclaje de los Desperdicios Sólidos en PR
imponiendo responsabilidades a los municipios de tener un Plan de reciclaje, presentar
11
informes trimestrales, nombrar el coordinador de reciclaje e integrar la responsabilidad de las
agencias gubernamentales correspondientes. Por último, la JCA enmendó el Reglamento de
estándares de calidad de agua de PR en el 2010, que fue radicado originalmente en el 1974.
La meta de este Reglamento es preservar, conservar y restaurar la calidad de aguas de PR, de
manera que sean compatibles con las necesidades sociales y económicas del Estado Libre
Asociado de PR (JCA 2010). Las leyes ambientales en PR se refieren a la salud humana
porque la protección del ambiente repercute en la calidad de vida y en la salud del ser
humano (López 1999).
12
Capítulo Tres
Metodología
Lugares de estudio
Los lugares de estudio se seleccionaron examinando mapas hidrográficos,
topográficos y de distribución de los SRS del año 2002 de la Oficina de Gobierno de Plan y
Uso de Terrenos de la Junta de Planificación de PR (Figura A 1.01, A 1.02 y A 1.03). Los
SRS que estaban en operación en el 2002 se presentaron en una tabla (Tabla A 1.01) (Figura
A 1.04). La selección de los SRS para este estudio está basada en los siguientes criterios:
1. El SRS debía estar a 200 metros o menos de distancia de un cuerpo de agua
superficial (Figura 3.01).
Por lo que se utilizó el programa de Sistema de
Información Geográfica en la computadora para saber cual río estaba a menos de 200
metros de distancia de un SRS. Los diecinueve (19) SRS que se encontraban a menos
de 200 metros de un río o quebrada se presentaron en una segunda tabla (Tabla A
1.02).
2. El SRS debía estar activo actualmente.
3. Se llevaron a cabo una serie de visitas de campo para localizar los cuerpos de agua
superficiales que indicaba el mapa hidrográfico, pero la mayoría de los SRS visitados
las quebradas eran intermitentes y no tenían flujo de agua, por lo que no se podía
considerar para este estudio.
4. No podía tener influencia de agua salada.
5. Los SRS tenían comunidades cercanas y tomas para agua potable.
La selección final de los SRS que tenían cerca un cuerpo de agua superficial y que
cumplieron con estos criterios se encuentran localizados en los municipios de: Guayama,
Guaynabo, Humacao, Juana Díaz y Toa Alta (Tabla A 1.03).
13
Figura 3.01. Diagrama simulando a las áreas de estudio (Rutherford et al. 2000).
Selección de los puntos de muestreo en los ríos
Para este estudio se seleccionaron cinco SRS que tuvieran un cuerpo de agua
superficial a una distancia menor de 200 metros, antes del muestreo de agua para probar la
hipótesis. Algunos estudios han tomado muestras de agua entre 30 a 175 metros de distancia
de un SRS y luego comparan los resultados con aguas arriba, utilizándolo como punto de
control (Ahmed 2001, Rutherford et al. 2000). Para este estudio, se estableció el punto de
muestreo río abajo de cada uno de los SRS, luego, se determinó el punto de muestreo río
arriba de cada uno como punto de control. Se nombraron estos puntos de muestreo con el
nombre del municipio y con las letras DS de Downstream para los puntos de muestreo río
abajo y con las letras US de Upstream para los puntos de muestreo río arriba. Si un SRS no
contamina con sus lixiviados a las aguas del río, entonces los parámetros químicos y físicos
del agua deberían ser estadísticamente indistinguibles en las aguas arriba y abajo de dicho
SRS. Ocurriría lo contrario, si las aguas río abajo muestran niveles estadísticamente mayores
para los contaminantes y alta conductividad, y dichos contaminantes estarían presentes en las
14
aguas superficiales cerca del vertedero, entonces quedaría demostrado que el SRS es la
fuente de contaminación.
Para la selección de cada punto de muestreo río abajo, se evaluó si la medida con el
instrumento para medir conductividad era mayor o igual a 600 µS/cm a 25 °C para
determinar el área contaminada. En cuanto a los puntos de muestreo río arriba que se
utilizaron como control (que no estaba impactado con la contaminación que pudiera recibir
de un SRS), se encuentran a una distancia entre 300 y 3,000 metros del punto de muestreo de
río abajo (Figuras A 1.05, A 1.06, A 1.07, A 1.08 y A 1.09). Además, en este lugar el agua
debía tener la conductividad cerca de 400 µS/cm a 25 °C, que es lo normal para aguas
naturales no contaminadas (USGS 1979). Las muestras de agua fueron tomadas para análisis
químicos y físicos de acuerdo a los métodos y procedimientos establecidos en el Método
Estándar (SM 1998), la Compilación de la EPA (Keith 1996), los SOP del Laboratorio
Central del Departamento de Acueductos y Alcantarillado de Caguas (Laboratorio de AAA,
en adelante) (SW-846 - EPA) y los Procedimientos del Laboratorio Nacional de Calidad de
Agua del USGS.
Parámetros físicos y químicos
La contaminación se determinó comparando valores promedio (río arriba versus río
abajo, Figura 3.01) de parámetros físicos y químicos asociados a lixiviados presentes en los
SRS (Ahmed 2001, Rutherford et al. 2000, USGS 1981). Las operaciones de recolección,
preservación y análisis de las muestras se efectuaron conforme a los procedimientos
previamente identificados (SM 1998, Keith 1996, SW-846 - EPA). Los parámetros que se
midieron tres veces al año fueron los siguientes:
1. Parámetros físicos:
15
a. Temperatura (°T) - Se midió directamente en el río utilizando el termómetro
integrado al instrumento Modelo EC500 Marca ExStik II, antes y después de
la colección de las muestras (Figura 3.02). Un alza en temperatura sobre los
32.2°C (90°F) en los cuerpos de agua perjudica a la vida acuática (JCA
2010). Para especificaciones del instrumento Tabla A 2.01.
b. Conductividad – Es la medida de la habilidad de una solución a conducir la
corriente eléctrica a unas condiciones específicas, estos valores son altos
cuando hay un aumento en la concentración de los iones en la solución. Los
cuerpos de agua superficiales no contaminados en PR no exceden 400 μS/cm
(USGS 1981). Esta se midió directamente en el río utilizando el instrumento
para medir conductividad Modelo EC500 Marca ExStik II.
Figura 3.02. Modelo de Instrumento EC500, ExStik II
16
Figura 3.03. Método misceláneo utilizando un objeto flotante (Rantz et al. 1982).
Fotografía por: Awilda Ortiz 2008
c. Descarga (Q) - Se midió directamente en el río.
Se utilizó un método
misceláneo del USGS (Rantz et al. 1982); en donde, se calculó la descarga
(m3/s) con las medidas del ancho del río o quebrada, su profundidad y la
distancia de 3.05 metros que el objeto flotante se desplazaba por un periodo
de tiempo (Figura 3.03).
2. Parámetros químicos
a. Aniones (cloruro y sulfato) – Las muestras de agua se tomaron directamente
del río, 1,000 mililitros para cada punto de muestreo y se analizaron en el
Laboratorio de AAA.
Cloruro (Cl-): Está presente en la mayoría de las aguas naturales pero su
concentración es usualmente menor que sulfato o bicarbonato.
Las
investigaciones han demostrado que naturalmente los procesos del cloruro no
17
tienen efectos significativos. Las actividades humanas pueden ser un factor
principal en la circulación del cloruro (USGS 1979). El límite permitido por
la JCA en aguas superficiales es 250 mg/L de cloruro, (JCA 2010, Resumen
del SOP-QA-026 en Apéndice Dos).
Sulfato (SO4-2): Es uno de los constituyentes de la corteza terrestre exterior.
El azufre es uno de los componentes principales de los bloques de proteínas.
Durante la descomposición se produce sulfito y puede enlazarse con los iones
de metales, los cuales son insolubles (USGS 1981). El límite permitido por la
JCA en aguas superficiales es 250 mg/L de sulfato, (JCA 2010, Resumen del
SOP-QA-117 en Apéndice Dos).
b. Catión (calcio) - Las muestras de agua se tomaron directamente del río,
1,000 mililitros para cada punto de muestreo y se analizaron en el
Laboratorio de AAA.
Calcio (Ca): En la mayoría de las aguas naturales el catión principal es el
calcio.
Su solubilidad en las aguas es esencialmente controlada por la
presión parcial del dióxido de carbono. El calcio y el magnesio son los
contribuyentes principales de la dureza en aguas naturales (USGS 1979). El
límite permitido por la EPA en aguas superficiales es de 100 mg/L de calcio
(EPA 1985, Resumen del SOP-QP-017 y SOP-QA-049 en Apéndice Dos).
c. pH – Es la medida de la concentración del ión de hidrógeno. El pH en los
ríos y aguas subterráneas de PR es mayor de 7.0 (USGS 1979), la JCA exige
valores entre 6.0 y 9.0. Este se midió directamente en el río utilizando el
instrumento Modelo EC500 Marca ExStik II.
18
d. Nutrientes (fósforo total) – Las muestras de agua se tomaron directamente
del río, en un segundo envase de 1,000 mililitros para cada punto de muestreo
y se analizaron en el Laboratorio de AAA.
Fósforo total - El fósforo está presente en el ambiente de ambas formas
orgánico e inorgánico. Al igual que el nitrógeno, el fósforo es uno de los
macro nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas.
El
enriquecimiento de las aguas naturales con nitrógeno y fósforo induce el
rápido crecimiento de plantas y algas acuáticas (USGS 1979). El límite
permitido por la JCA en aguas superficiales es de 1 ppm (mg/L) de fósforo
total (JCA 2010, Resumen del SOP-QA-055 en Apéndice Dos).
e. Metales traza (arsénico, cromo, níquel, plomo y zinc) - Las muestras de
agua se tomaron directamente del río, en un tercer envase de 1,000 mililitros
para cada punto de muestreo y se analizaron por los Laboratorios de AAA y
USGS.
Arsénico (As): En el ambiente se encuentra en su forma elemental. A largo
plazo el arsénico es venenoso y tiene efectos crónicos y letales en los
organismos acuáticos y las especies de mamíferos (USGS 1979). El límite
permitido por la JCA en aguas superficiales es de 10 µg/L de arsénico (JCA
2010, Resumen del SOP-QA-064 en Apéndice Dos).
Cromo (Cr): Es un elemento relativamente común, pero el cromato y el
dicromato solamente se encuentran en aguas contaminadas.
Ambos se
encuentran estables en sus ambientes de agua (USGS 1979).
El límite
permitido por la JCA en aguas superficiales es de 100 µg/L de cromo (JCA
2010, Resumen del SOP-QA-064 en Apéndice Dos).
19
Níquel (Ni): Está presente en la corteza terrestre, en minerales y los suelos.
Los iones de níquel son particularmente tóxicos para las plantas, y pueden
exhibir sinergismo cuando están presentes con otros iones metálicos (USGS
1979). El límite permitido por la JCA en aguas superficiales es de 100 µg/L
de níquel (JCA 2010, Resumen del SOP-QA-064 en Apéndice Dos).
Plomo (Pb): El plomo se encuentra en la forma de carbonato o sulfato, ambos
con solubilidades limitadas.
El plomo que entraba al ambiente venía
principalmente de la gasolina (USGS 1979). El límite permitido por la JCA
en aguas superficiales es de 15 µg/L de plomo (JCA 2010, Resumen del SOPQA-064 en Apéndice Dos).
Zinc (Zn): En aguas naturales el zinc no está presente normalmente, pero
cuando es detectable se debe a fuentes antropogénicas (USGS 1979). El
límite permitido por la JCA en aguas superficiales es de 5,000 µg/L de zinc
(JCA 2010, Resumen del SOP-QA-064 en Apéndice Dos).
Toma de muestras de agua, su preservación y su almacenaje
El protocolo para la toma de muestras de agua, su preservación y su almacenaje en
este estudio está basado en el Método Estándar (SM 1998), la Compilación de la EPA (Keith
1996), los SOP del Laboratorio de AAA (SW-846 de la EPA) y los procedimientos del
Laboratorio Nacional de Calidad de agua del USGS.
Los cinco (5) cuerpos de agua
superficiales cercanos a los SRS y sus diez (10) puntos de muestreo se visitaron tres (3) veces
en un período de un año. Se localizaron los diez (10) puntos de muestreo utilizando el
sistema de posicionamiento global portátil (GPS, por sus siglas en inglés), y en cada visita se
obtuvieron dos (2) muestras de 1,000 mililitros de agua cada una, porque el análisis del
laboratorio químico requería separar la muestra del análisis de metales de los aniones. Se
20
designó por número de ruta, la visita completa a los cinco (5) cuerpos de agua superficiales
cercanos a un SRS. Cada ruta no se extendió más de quince (15) días, como mínimo se
visitaron dos (2) lugares de muestreo por día. Se realizaron tres (3) rutas en un periodo de un
año. En cada una de las visitas a los cinco (5) cuerpos de agua superficiales se tomaron dos
(2) muestras de agua de 1,000 mililitros cada una, tanto para río arriba como río abajo para
un total de cuatro (4) muestras de agua, tres (3) veces al año. En la primera ruta se tomó una
(1) muestra de 1,000 mililitros de agua adicional para determinar los nutrientes. Al final del
estudio se obtuvieron siete (7) muestras de agua de cada punto de muestreo, es decir catorce
(14) muestras de agua por cada uno de los SRS, para un total de setenta (70) muestras. En
cada punto de muestreo se tomaron las muestras en el lugar con mayor flujo de agua a 50 por
ciento de la profundidad total del río. En cada punto de muestreo se determinó la acidez
(pH), la conductividad y la temperatura con el instrumento Modelo EC500 Marca ExStik II.
Durante la segunda ruta se tomaron muestras de agua en periodos de lluvia para Guaynabo y
Toa Alta. El flujo del agua del río era mayor a su flujo normal, esto aumenta la probabilidad
de que lleguen más contaminantes al río. Para cada una de las muestras de agua se utilizaron
recipientes de plástico esterilizados de 1,000 mililitros provenientes de la Vaquería Tres
Monjitas (Figura 3.04). Cada recipiente fue identificado. El volumen de cada muestra de
agua era de 1,000 mL y se refrigeraron a 4 °C en una nevera portátil. Para el análisis de
metales, calcio y dureza se preservaron las muestras de agua y los respectivos blancos de
campo añadiéndole ácido nítrico (HNO3) y para el análisis de fósforo total se le añadió ácido
sulfúrico (H2SO4) hasta que ambos alcanzaran un pH < 2. Para el análisis de sulfatos y
cloruros residuales en las muestras tomadas no se necesitaba añadir preservativos. Cada vez
que se terminaba la Ruta, se entregaban las muestras de agua y los blancos de campo al
21
Laboratorio de AAA y se llenaban las hojas de cadena de custodia para éstas, (Resumen de la
toma de muestras de agua, su preservación y su almacenamiento en la Tabla A 2.02).
Figura 3.04. Envase de plástico esterilizado de 1,000 mililitros utilizado
para la toma de muestras de agua en los puntos de muestreo.
Procedimiento químico de las muestras
La mayoría de las muestras fueron analizadas en el Laboratorio de AAA.
Los
metales en la segunda Ruta fueron analizados en el Laboratorio Nacional de Calidad de Agua
del USGS. Ambos realizaron los procedimientos químicos, cálculos e informe de resultados
para las muestras que se tomaron en los ríos y quebradas. El Laboratorio de AAA y el
Laboratorio Nacional de Calidad de Agua del USGS llevaron a cabo sus análisis con sus
Procedimientos de Operación Estándar (SOP, por sus siglas en inglés), (Garbarino et al. 1998
y 2005, Resumen de los SOP en Apéndice Dos).
22
Capítulo Cuatro
Resultados
Resultados del área de Guayama
El SRS de Guayama está localizado en la carretera número 7711, en el kilómetro
138.3 del Barrio Pozo Hondo. Se encuentra en la latitud 17°59'10"N y longitud 66°08'19"W.
Es una finca de 21.8 hectáreas (218,115 m2) donde actualmente son utilizadas 2 hectáreas
(7,860 m2) de terreno para el manejo de desperdicios sólidos. Este SRS está en operación
desde el año 1977 y para el 2007 se proyectaba que solamente tenía una vida útil de 5 a 6
años, le quedaba por impactar 10.2% de su terreno (Figura A 2.01). Este SRS recibe
principalmente desperdicios domésticos, industriales, comerciales y escombros de la
población de Guayama.
Diariamente se depositan en promedio 77,000 kilogramos de
desperdicios sólidos (Gil 2003). El dueño del SRS es el municipio y la operación es por
parte de la compañía Carlos Rental Equipment. El municipio se encarga del mantenimiento y
la supervisión del mismo (ADS 2008, JCA 2002). Durante una inspección que llevó a cabo
la JCA en el 2002 se observó la presencia de lixiviados pero estaba en cumplimiento.
Además, los operadores del SRS habían sometido un plan de muestreo de aguas subterráneas.
En relación a los puntos de muestreo para este estudio, podemos describir que los tres
(3) días estaban soleados cuando se tomaron las muestras. El punto de muestreo río abajo se
denominó GuayamaDS en una quebrada intermitente. Se observó una quebrada de flujo de
agua lento, de agua clara y con manchas de aceite dispersas en la superficie; las hojas y el
suelo de los alrededores estaban de color negro. El promedio del flujo de descarga era 10 L/s
(Figura 4.01). Las aguas de esta quebrada llegan hasta el Lago Melanía, el cual es utilizado
como reserva para el sistema de riego. También, esta quebrada llega hasta el área de las
farmacéuticas. A una distancia de 372 m del punto de muestreo río abajo, se localizó el
23
punto de muestreo río arriba en el canal de Patillas y se denominó GuayamaUS. Esto debido
a que la quebrada no tenía flujo continuo de agua. En este punto de muestreo se observó el
agua clara y de flujo continuo. El promedio del flujo de descarga en el canal era 27 L/s
(Figura 4.02).
Figura 4.01 Punto de muestreo río abajo en quebrada intermitente, GuayamaDS.
Fotografía por: Awilda Ortiz 2008
24
Figura 4.02 Punto de muestreo río arriba en el canal de Patillas, GuayamaUS.
Fotografía por: Awilda Ortiz 2008
25
Tabla 4.01 Datos de los parámetros físicos y químicos de GuayamaDS.
PARAMETROS
Fecha (mes, día, año)
RUTA
4/9/2008
2/6/2009
4/16/2009
16:52
12:40
12:40
26.0
28.6
28.8
10
10
10
Conductancia específica (µS/cm)
1948
1667
1962
pH
7.80
7.72
7.69
Dureza total (mg/L)
600
-----
514
Calcio (mg/L)
176.4
-----
112.0
Cloruros (mg/L)
146.0
228.9
179.0
Sulfatos (mg/L)
20.5
220.0
150.0
0.1
-----
-----
Arsénico (µg/L)
4.10
1.69
-----
Cromo (µg/L)
<1.4
0.7
-----
Níquel (µg/L)
8.3
0.6
-----
Plomo (µg/L)
-----
0.1
-----
Zinc (µg/L)
-----
1.0
-----
Hora de la toma de muestra
Temperatura,°C
Flujo de descarga (L/s)
Fósforo total (mg/L)
NOTA: Los valores subrayados exceden el nivel máximo permisible de la JCA, EPA y/o USGS.
26
Tabla 4.02 Datos de los parámetros físicos y químicos de GuayamaUS.
PARAMETROS
Fecha (mes, día, año)
RUTA
4/9/2008
2/6/2009
4/16/2009
16:35
13:25
13:00
28.3
28.3
28.6
13
40
27
Conductancia específica (µS/cm)
255
195
139
pH
7.75
8.76
8.90
Dureza total (mg/L)
218
-----
60
Calcio (mg/L)
9.6
-----
16.0
Cloruros (mg/L)
38.5
15.5
22.2
Sulfatos (mg/L)
11.8
15.6
7.5
0.1
-----
-----
Arsénico (µg/L)
1.60
0.34
-----
Cromo (µg/L)
<1.4
0.1
-----
Níquel (µg/L)
0.9
0.1
-----
Plomo (µg/L)
-----
0.1
-----
Zinc (µg/L)
-----
0.5
-----
Hora de la toma de muestra
Temperatura, °C
Flujo de descarga (L/s)
Fósforo total (mg/L)
NOTA: Los valores subrayados exceden el nivel máximo permisible de la JCA, EPA y/o USGS.
27
Resultados del área de Guaynabo
El SRS de Guaynabo está localizado en la carretera número 1, en el kilómetro 21.7
del Sector La Muda y la entrada del Barrio Camarones del municipio de Guaynabo. Se
encuentra en la latitud 18°19'32"N y longitud 66°06'08"W. Es una finca de 19.7 hectáreas
(196,500 m2) donde actualmente son utilizadas 9.8 hectáreas (98,250 m2) de terreno para el
manejo de desperdicios sólidos. Se proyectaba un crecimiento en las operaciones de otras
17.7 hectáreas (176,850 m2) adicionales durante la primera mitad del año. El SRS de
Guaynabo está en operación desde el año 1977, se le ha permitido continuar operando bajo
un plan de rehabilitación y cierre, según ADS en el 2007 se proyectaba el cierre dentro de 1 a
5 años, porque le quedaba por impactar 37.4% de su terreno (Figura A 2.01). Este SRS
recibía principalmente desperdicios domésticos, industriales, comerciales y agrícolas de los
municipios de Gurabo, Trujillo Alto y Guaynabo. Diariamente se depositaban un promedio
200,000 kilogramos de desperdicios sólidos (Gil 2003). El dueño del SRS es el municipio y
la operación es por parte de la compañía Landfill Technologies. El municipio se encarga del
mantenimiento y la supervisión del mismo (ADS 2008, JCA 2002). Según cartas emitidas
por la JCA dirigidas al alcalde de Guaynabo, Héctor O’Neill, el Río de Guaynabo se estaba
afectando por las operaciones del SRS desde el 1994. En las facilidades tienen una charca de
recolección de lixiviados, donde luego estos líquidos son transportados por tuberías a través
del terreno hasta los tanques de recolección en el cual se devuelven al terreno por sistema de
riego. Pero el tanque de lixiviación tenía filtraciones hacia el terreno que no estaba protegido
por la membrana geosintética. Actualmente, este SRS está operando como una estación de
transferencia desde el año 2010.
En relación a los puntos de muestreo para este estudio, podemos describir que dos (2)
de los tres (3) días estaban soleados cuando se tomaron las muestras. El punto de muestreo
28
río abajo se denominó GuaynaboDS en la Quebrada Margarita, cerca de este punto se
encuentra una charca de retención de aguas de escorrentías y lixiviados. Se observó que el
agua era clara pero tenía limo marrón y negro, y al caminar por las piedras de la quebrada
estaba resbaloso, había peces pequeños e insectos en el agua. El promedio del flujo de
descarga era 20 L/s (Figura 4.03). A una distancia de 745 m del punto de muestreo río abajo,
se localizó el punto de muestreo río arriba que se encontraba en la misma quebrada, éste se
denominó GuaynaboUS. Se pudo observar el agua clara, con limo marrón en las piedras y la
vegetación en los alrededores estaba verde. El promedio del flujo de descarga era 10 L/s.
(Figura 4.04). El día lluvioso en el que se tomaron las muestras, el agua estaba opaca en los
dos puntos de muestreo. Este SRS tiene residencias y comercios a menos de 1,000 metros de
distancia.
Figura 4.03 Punto de muestreo río abajo de la Quebrada Margarita, GuaynaboDS.
Fotografía por: Awilda Ortiz 2009
29
Figura 4.04 Punto de muestreo río arriba de la Quebrada Margarita, GuaynaboUS.
Fotografía por: Awilda Ortiz 2009
30
Tabla 4.03 Datos de los parámetros físicos y químicos de GuaynaboDS.
PARAMETROS
Fecha (mes, día, año)
RUTA
4/12/2008
2/7/2009
4/17/2009
16:16
08:30
13:00
24.6
22.9
28.2
20
30
10
Conductancia específica (µS/cm)
1420
782
787
pH
7.94
8.05
8.21
Dureza total (mg/L)
312
-----
250
Calcio (mg/L)
32.1
-----
68.1
Cloruros (mg/L)
272.4
115.0
106.0
Sulfatos (mg/L)
23.8
12.5
15.8
0.2
-----
-----
Arsénico (µg/L)
2.40
1.64
-----
Cromo (µg/L)
<1.4
0.9
-----
Níquel (µg/L)
4.6
1.8
-----
Plomo (µg/L)
-----
1.3
-----
Zinc (µg/L)
-----
6.9
-----
Hora de la toma de muestra
Temperatura, °C
Flujo de descarga (L/s)
Fósforo total (mg/L)
NOTA: Los valores subrayados exceden el nivel máximo permisible de la JCA, EPA y/o USGS.
31
Tabla 4.04 Datos de los parámetros físicos y químicos de GuaynaboUS.
PARAMETROS
Fecha (mes, día, año)
RUTA
4/12/2008
2/7/2009
4/17/2009
16:52
08:50
13:30
24.5
22.7
27.8
10
20
10
Conductancia específica (µS/cm)
429
445
423
pH
8.06
8.60
8.33
Dureza total (mg/L)
218
-----
176
Calcio (mg/L)
24.0
-----
44.1
Cloruros (mg/L)
32.5
38.4
54.4
Sulfatos (mg/L)
13.5
13.6
12.0
0.2
-----
-----
Arsénico (µg/L)
1.60
1.64
-----
Cromo (µg/L)
<1.4
1.1
-----
Níquel (µg/L)
2.4
1.3
-----
Plomo (µg/L)
-----
0.8
-----
Zinc (µg/L)
-----
4.8
-----
Hora de la toma de muestra
Temperatura, °C
Flujo de descarga (L/s)
Fósforo total (mg/L)
NOTA: Los valores subrayados exceden el nivel máximo permisible de la JCA, EPA y/o USGS.
32
Resultados del área de Humacao
El SRS de Humacao está localizado en la carretera número 923, en el kilómetro 1.7
del Barrio Buena Vista. Se encuentra en la latitud 18°07'44"N y longitud 65°48'33"W. Es
una finca donde actualmente han sido impactadas 24.8 hectáreas (247,590 m2) de terreno
para el manejo de desperdicios sólidos. Este SRS está en operación desde el año 1972 y para
el 2007 se encontraba en expansión, se proyectaba una vida útil de 10 a 15 años, porque le
quedaba por impactar 30.2% de su terreno (Figura A 2.01). En el 1996 el SRS fue comprado
por la compañía privada Waste Management.
Reciben principalmente desperdicios
domésticos, industriales, comerciales, escombros y vegetativo de los municipios de Gurabo,
Caguas, San Juan, Las Piedras, San Lorenzo y Humacao
(ADS 2008, JCA 2002).
Diariamente se depositan en promedio 2,600,000 kilogramos de desperdicios sólidos (Gil
2003). En las facilidades tienen tres charcas de recolección de lixiviados, donde luego estos
líquidos son transportados por tuberías a través del terreno hasta dos tanques de recolección
en el cual se devuelven al terreno por sistema de riego, pero habían tenido problemas con el
control de estos. Este SRS cuenta con varios pozos de monitoreo. Este SRS no tiene
residencias a su alrededor. Pero este SRS no está en cumplimiento porque se encuentra
cercano a un aeropuerto.
En relación a los puntos de muestreo para este estudio, podemos describir que los tres
(3) días estaban soleados cuando se tomaron las muestras. El punto de muestreo río abajo se
denominó HumacaoDS en la Quebrada Cataño. El promedio del flujo de descarga era 47
L/s. Se puede describir como una quebrada de agua clara con limo y algas verdes, en el
fondo tenía sedimento oscuro, peces pequeños, crustáceos muertos y vacas en los predios
(Figura 4.05). A una distancia de 2,163 m del punto de muestreo de río abajo, se localizó el
punto de muestreo de río arriba en la misma Quebrada Cataño y se denominó HumacaoUS.
33
El promedio del flujo de descarga era 47 L/s. Se observó que el agua estaba clara, con limo
marrón en las piedras, mucha basura y en una de las ocasiones que se tomaron las muestras
había unas vacas tomando agua (Figura 4.06).
Figura 4.05 Punto de muestreo río abajo en la Quebrada Cataño, HumacaoDS.
Fotografía por: Awilda Ortiz 2008
34
Figura 4.06 Punto de muestreo río arriba en la Quebrada Cataño, HumacaoUS.
Fotografía por: Awilda Ortiz 2008
35
Tabla 4.05 Datos de los parámetros físicos y químicos de HumacaoDS.
PARAMETROS
Fecha (mes, día, año)
RUTA
4/25/2008
2/6/2009
4/16/2009
11:53
09:15
14:30
29.8
24.2
29.3
30
60
50
Conductancia específica (µS/cm)
524
504
561
pH
8.21
7.85
8.27
Dureza total (mg/L)
186
-----
172
Calcio (mg/L)
19.2
-----
46.5
Cloruros (mg/L)
56.8
48.5
55.2
Sulfatos (mg/L)
15.8
17.3
17.3
0.1
-----
-----
0.52
0.23
-----
Cromo (µg/L)
0.5
0.2
-----
Níquel (µg/L)
1.2
0.4
-----
Plomo (µg/L)
< 0.1
< 0.1
-----
Zinc (µg/L)
< 0.1
0.5
-----
Hora de la toma de muestra
Temperatura, °C
Flujo de descarga (L/s)
Fósforo total (mg/L)
Arsénico (µg/L)
NOTA: Los valores subrayados exceden el nivel máximo permisible de la JCA, EPA y/o USGS.
36
Tabla 4.06 Datos de los parámetros físicos y químicos de HumacaoUS.
PARAMETROS
Fecha (mes, día, año)
RUTA
4/25/2008
2/6/2009
4/16/2009
13:27
10:00
15:10
28.6
24.8
28.9
20
80
40
Conductancia específica (µS/cm)
482
450
457
pH
8.80
8.06
8.12
Dureza total (mg/L)
182
-----
190
Calcio (mg/L)
17.6
-----
52.1
Cloruros (mg/L)
33.5
35.4
40.4
Sulfatos (mg/L)
10.7
13.5
11.9
0.1
-----
-----
0.36
0.28
-----
Cromo (µg/L)
0.3
0.2
-----
Níquel (µg/L)
0.9
0.1
-----
Plomo (µg/L)
0.1
< 0.1
-----
Zinc (µg/L)
2.2
0.5
-----
Hora de la toma de muestra
Temperatura, °C
Flujo de descarga (L/s)
Fósforo total (mg/L)
Arsénico (µg/L)
NOTA: Los valores subrayados exceden el nivel máximo permisible de la JCA, EPA y/o USGS.
37
Resultados del área de Juana Díaz
El SRS de Juana Díaz está localizado en la carretera número 510, en el kilómetro 0.75
del Barrio Amuelas. Se encuentra en la latitud 18°02'17"N y longitud 66°31'01"W. Es una
finca de 14.5 hectáreas (145,410 m2) donde actualmente han sido impactadas 7.8 hectáreas
(78,600 m2) de terreno para el manejo de desperdicios sólidos. Este SRS está en operación
desde el año 1979 y para el 2007 se proyectaba la vida útil de 1 a 5 años, porque le quedaba
por impactar 37.4% de su terreno (Figura A 2.01). Reciben principalmente desperdicios
domésticos, industriales, comerciales, escombros y vegetales de los municipios Villalba,
Coamo y Juana Díaz (ADS 2008).
Diariamente se depositan un promedio de 200,000
kilogramos de desperdicios sólidos (Gil 2003). El dueño del SRS es el municipio y la
operación es por parte de la compañía L&M Waste.
El municipio se encarga del
mantenimiento y la supervisión del mismo (ADS 2008, JCA 2002). Durante el periodo de
estudio este SRS no estaba en cumplimiento el sistema de control de escorrentía, el manejo
de lixiviados y no tenía pozos para monitoría de aguas subterráneas. Este SRS no tiene
residencias cercanas, pero la escorrentía pluvial afecta directamente al río.
En relación a los puntos de muestreo para este estudio, podemos describir que los tres
(3) días estaban soleados cuando se tomaron las muestras. El punto de muestreo río abajo se
denominó Juana DíazDS en el Río Jacaguas. El promedio del flujo de descarga era 500 L/s.
Se observó que el agua del río estaba clara pero con limo verde en las piedras, en la orilla del
río había jacintos y otro tipo de vegetación de agua (Figura 4.07). A una distancia de 3,323
m del punto de muestreo río abajo, se localizó el punto de muestreo río arriba en el mismo río
y se denominó Juana DíazUS. Se observó que el agua estaba clara y con menos limo verde
que Juana DíazDS. El promedio del flujo de descarga era 580 L/s (Figura 4.08).
38
Figura 4.07 Punto de muestreo río abajo en el Río Jacaguas, Juana DíazDS.
Fotografía por: Awilda Ortiz 2008
Figura 4.08 Punto de muestreo río arriba en el Río Jacaguas, Juana DíazUS.
Fotografía por: Awilda Ortiz 2008
39
Tabla 4.07 Datos de los parámetros físicos y químicos de Juana DíazDS.
PARAMETROS
Fecha (mes, día, año)
RUTA
4/21/2008
2/6/2009
4/16/2009
09:45
15:00
10:45
Temperatura, °C
27.4
27.9
27.8
Flujo de descarga (L/s)
710
530
270
Conductancia específica (µS/cm)
339
383
393
pH
8.08
8.56
8.43
Dureza total (mg/L)
148
-----
188
Calcio (mg/L)
16.0
-----
54.5
Cloruros (mg/L)
14.5
15.3
35.2
Sulfatos (mg/L)
21.3
20.5
30.0
0.1
-----
-----
81.00
0.79
-----
Cromo (µg/L)
0.2
0.2
-----
Níquel (µg/L)
1.1
0.3
-----
Plomo (µg/L)
< 0.1
0.1
-----
Zinc (µg/L)
< 0.1
0.7
-----
Hora de la toma de muestra
Fósforo total (mg/L)
Arsénico (µg/L)
NOTA: Los valores subrayados exceden el nivel máximo permisible de la JCA, EPA y/o USGS.
40
Tabla 4.08 Datos de los parámetros físicos y químicos de Juana DíazUS.
PARAMETROS
Fecha (mes, día, año)
RUTA
4/21/2008
2/6/2009
4/16/2009
10:50
14:30
10:15
Temperatura, °C
27.7
27.7
27.6
Flujo de descarga (L/s)
440
820
470
Conductancia específica (µS/cm)
309
360
452
pH
8.55
8.55
8.44
Dureza total (mg/L)
142
-----
172
Calcio (mg/L)
17.3
-----
58.5
Cloruros (mg/L)
13.5
15.4
41.2
Sulfatos (mg/L)
14.4
10.1
11.9
0.3
-----
-----
0.89
0.92
-----
Cromo (µg/L)
0.2
0.2
-----
Níquel (µg/L)
1.1
0.3
-----
Plomo (µg/L)
< 0.1
0.1
-----
Zinc (µg/L)
< 0.1
0.9
-----
Hora de la toma de muestra
Fósforo total (mg/L)
Arsénico (µg/L)
NOTA: Los valores subrayados exceden el nivel máximo permisible de la JCA, EPA y/o USGS.
41
Resultados del área de Toa Alta
El SRS de Toa Alta está localizado en la carretera número 165, en el kilómetro 8.2
del Barrio Contorno. Se encuentra en la latitud 18°22'15"N y longitud 66°15'51"W. A
excepción de los otros SRS, este se encuentra en terrenos cársticos donde la topografía es de
piedra caliza en la costa norte y es parte de un sumidero que se encuentra a 100 m
aproximadamente sobre el nivel del mar. Es una finca de 43.2 hectáreas (432,300 m2) que
actualmente son utilizadas para el manejo de desperdicios sólidos.
Este SRS está en
operación desde la década de los años 1970, según ADS en el 2007 se encontraba en
expansión, se proyectaba la vida útil de 5 a 10 años, porque le quedaba por impactar 22.2%
de su terreno (Figura A 2.01). Reciben principalmente desperdicios domésticos, comerciales
y vegetales de los municipios de Comerío, Cataño, Naranjito, Vega Alta, Corozal, Toa Baja y
Toa Alta. Diariamente se depositan en promedio 333,000 kilogramos de desperdicios sólidos
(Gil 2003). El dueño del SRS es el municipio y la operación es por parte de la compañía
Landfill Technologies. El municipio se encarga del mantenimiento y la supervisión del
mismo (ADS 2008, JCA 2002). Según los informes de la JCA este SRS no contaba con un
sistema de recolección de aguas de escorrentías ni control de lixiviados. Durante el periodo
de estudio estaba afectando directamente a las comunidades cercanas. Este SRS cuenta con
varios pozos de monitoreo para aguas subterráneas.
En relación a los puntos de muestreo para este estudio, podemos describir que dos (2)
de los tres (3) días estaban soleados cuando se tomaron las muestras. El punto de muestreo
río abajo se denominó Toa AltaDS en Quebrada Arenas. La primera muestra se tomó en la
quebrada y el agua estaba clara aunque tenía limo marrón y verde. Pero el segundo día,
estaba lluvioso, el agua estaba color marrón en los dos puntos de muestreo y se había
formado una escorrentía pluvial que pasaba por el frente de las casas llegando hasta la
42
quebrada, de la cual se tomaron las muestras de agua por insistencia de la comunidad
afectada. En el último día también se tomaron las muestras de agua en el lugar que se forma
la escorrentía. El promedio del flujo de descarga en la escorrentía era 1.14 L/s (Figura 4.09).
A una distancia de 554 m del punto de muestreo río abajo, se localizó el punto de muestreo
río arriba en la quebrada, éste se denominó Toa AltaUS. Se pudo observar que el agua era
clara y similar al otro punto de muestreo. El promedio del flujo de descarga era 47 L/s
(Figura 4.10).
Figura 4.09 Punto de muestreo de escorrentía pluvial formada en río abajo, Toa Alta DS.
Fotografía por: Awilda Ortiz 2008
43
Figura 4.10 Punto de muestreo río arriba en Quebrada Arenas, Toa Alta US.
Fotografía por: Awilda Ortiz 2008
44
Tabla 4.09 Datos de los parámetros físicos y químicos de Toa AltaDS.
PARAMETROS
Fecha (mes, día, año)
RUTA
4/12/2008
2/7/2009
4/17/2009
13:55
11:15
10:40
24.7
24.1
26.3
40
1.7
0.6
Conductancia específica (µS/cm)
518
657
780
pH
8.34
7.75
7.72
Dureza total (mg/L)
252
-----
340
Calcio (mg/L)
35.0
-----
115.4
Cloruros (mg/L)
28.0
46.5
49.2
Sulfatos (mg/L)
23.7
16.4
28.5
0.1
-----
-----
Arsénico (µg/L)
1.30
1.59
-----
Cromo (µg/L)
<1.4
1.6
-----
Níquel (µg/L)
3.5
2.8
-----
Plomo (µg/L)
-----
0.6
-----
Zinc (µg/L)
-----
9.9
-----
Hora de la toma de muestra
Temperatura, °C
Flujo de descarga (L/s)
Fósforo total (mg/L)
NOTA: Los valores subrayados exceden el nivel máximo permisible de la JCA, EPA y/o USGS.
45
Tabla 4.10 Datos de los parámetros físicos y químicos de Toa AltaUS.
PARAMETROS
Fecha (mes, día, año)
RUTA
4/12/2008
2/7/2009
4/17/2009
14:48
10:30
10:05
Temperatura, °C
25.2
22.7
28.0
Flujo de descarga (ft 3/s)
1.00
-----
2.34
Conductancia específica (µS/cm)
488
201
595
pH
8.20
8.06
8.14
Dureza total (mg/L)
256
-----
250
Calcio (mg/L)
32.7
-----
92.2
Cloruros (mg/L)
21.2
46.5
30.2
Sulfatos (mg/L)
21.6
14.2
19.8
0.1
-----
-----
Arsénico (µg/L)
1.70
0.28
-----
Cromo (µg/L)
<1.4
1.0
-----
Níquel (µg/L)
4.0
0.1
-----
Plomo (µg/L)
-----
0.1
-----
Zinc (µg/L)
-----
2.0
-----
Hora de la toma de muestra
Fósforo total (mg/L)
NOTA: Los valores subrayados exceden el nivel máximo permisible de la JCA, EPA y/o USGS.
46
Determinación de los parámetros físicos y químicos
Figura 4.11 Determinación de la conductancia.
El rango de la conductancia de las áreas de estudio estuvo dentro de los valores de
139 µS/cm a 1962 µS/cm, que corresponden a GuayamaUS y GuayamaDS, respectivamente.
La mayoría de las determinaciones de conductancia en GuayamaDS, GuaynaboDS y Toa
AltaDS excedieron el rango aceptable del USGS para aguas no contaminadas de 400 µS/cm a
600 µS/cm para la conductancia (USGS 1979) (ver Figura 4.11).
47
Figura 4.12 Determinación de pH.
El rango del pH de las áreas de estudio estuvo dentro de los valores de 7.69 a 8.9, que
corresponden a GuayamaDS y GuayamaUS, respectivamente. Todas las determinaciones de
pH se mostraron dentro del rango establecido de los estándares de calidad de agua de la JCA
entre 6 y 9 (JCA 2010) (Figura 4.12).
48
Figura 4.13 Determinación de la dureza total.
El rango de la dureza total de las áreas de estudio estuvo dentro de los valores de 60
mg/L a 600 mg/L, que corresponden a GuayamaUS y GuayamaDS, respectivamente. La
mayoría de las muestras excedieron el límite permitido por la EPA de 100 mg/L para la
dureza total (EPA 1986) (Figura 4.13).
49
Figura 4.14 Determinación de calcio.
El rango del calcio de las áreas de estudio estuvo dentro de los valores de 9.6 mg/L a
176.4 mg/L, que corresponden a GuayamaUS y GuayamaDS, respectivamente. La mayoría
de las muestras no excedieron el límite permitido por la EPA de 100 mg/L de calcio y se
clasificaron con dureza suave (EPA 1986) (Figura 4.14).
50
Figura 4.15 Determinación de cloruro.
El rango del cloruro de las áreas de estudio estuvo dentro de los valores de 13.5 mg/L
a 272.4 mg/L, que corresponden a Juana DíazUS y GuaynaboDS, respectivamente. La
mayoría de las muestras no excedieron los estándares de calidad de agua de la JCA de 250
mg/L de cloruro (JCA 2010) (Figura 4.15).
51
Figura 4.16 Determinación de sulfato.
El rango del sulfato de las áreas de estudio estuvo dentro de los valores de 7.5 mg/L a
220.0 mg/L, que corresponden a GuayamaUS y GuayamaDS, respectivamente. Ninguna de
las muestras excedió los estándares de calidad de agua de la JCA de 250 mg/L de sulfato
(JCA 2010) (Figura 4.16).
52
Figura 4.17 Determinación de fósforo total.
El rango del fósforo total de las áreas de estudio estuvo dentro de los valores de 0.1
mg/L a 0.3 mg/L. La mayoría de las muestras obtuvieron el valor más bajo y Juana DíazUS
obtuvo el valor más alto. Ninguna de las muestras excedió los estándares de calidad de agua
de la JCA de 1 mg/L de fósforo total (JCA 2010) (Figura 4.17).
53
Figura 4.18 Determinación de arsénico.
El rango de arsénico de las áreas de estudio estuvo dentro de los valores de 0.22 µg/L
a 81.00 µg/L, que corresponden a HumacaoDS y Juana DíazDS, respectivamente.
Solamente, una de las muestras excedió los estándares de calidad de agua de la JCA de 10
µg/L de arsénico (JCA 2010) (Figura 4.18).
54
Figura 4.19 Determinación de cromo.
El rango de cromo de las áreas de estudio estuvo dentro de los valores de 0.1 µg/L a
1.6 µg/L, que corresponden a GuayamaUS y Toa AltaDS, respectivamente. Ninguna de las
muestras excedió los estándares de calidad de agua de la JCA de 100 µg/L de cromo (JCA
2010) (Figura 4.19).
55
Figura 4.20 Determinación de níquel.
El rango de níquel de las áreas de estudio estuvo dentro de los valores de 0.1 µg/L a
8.3 µg/L, que corresponden a GuayamaUS y GuayamaDS, respectivamente. Ninguna de las
muestras excedió los estándares de calidad de agua de la JCA de 100 µg/L de níquel (JCA
2010) (Figura 4.20).
56
Figura 4.21 Determinación de plomo.
El rango de plomo de las áreas de estudio estuvo dentro de los valores de 0.1 µg/L a
1.3 µg/L. La mayoría de las muestras presentaron valores por debajo del límite de detección,
pero la que obtuvo el valor más alto fue en GuaynaboDS. Ninguna de las muestras excedió
los estándares de calidad de agua de la JCA de 15.0 µg/L de plomo (JCA 2010) (Figura
4.21).
57
Figura 4.22 Determinación de zinc.
El rango de zinc de las áreas de estudio estuvo dentro de los valores de 0.1 µg/L a 9.9
µg/L. Las muestras de HumacaoDS, Juana DíazDS y Juana DíazUS presentaron valores por
debajo del límite de detección, pero la que obtuvo el valor más alto fue en Toa AltaDS.
Ninguna de las muestras excedió los estándares de calidad de agua de la JCA de 5,000 µg/L
de zinc (JCA 2010) (Figura 4.22).
58
Capítulo Cinco
Discusión
Este estudio se llevó a cabo durante un periodo de un año entre abril de 2008 a abril
de 2009, en el cual se analizó la calidad de agua de cinco (5) cuerpos de agua que se
encuentran adyacentes a los SRS en los municipios de Guayama, Guaynabo, Humacao, Juana
Díaz y Toa Alta. A continuación, se comparan los datos obtenidos entre río arriba y río abajo
de cada SRS.
Guayama. Según los datos obtenidos en las Tablas 4.01 y 4.02, se presentaron
valores más altos en GuayamaDS en comparación con GuayamaUS en los siguientes
parámetros: conductancia específica, dureza total, calcio, cloruros, sulfatos, arsénico, cromo,
níquel y zinc; donde la mayoría de estos excedieron los límites permitidos por los estándares
de calidad de agua de la JCA y de la EPA. Sin embargo, los resultados de pH fueron más
bajos en GuayamaDS que en GuayamaUS. En ambos lugares no hubo diferencia en las
determinaciones de fósforo total ni plomo.
Guaynabo. Según los datos obtenidos en las Tablas 4.03 y 4.04, se presentaron
valores más altos en GuaynaboDS en comparación con GuaynaboUS en los siguientes
parámetros: conductancia específica, dureza total, calcio, cloruros, sulfatos, arsénico, níquel,
plomo y zinc; donde la mayoría de estos no excedieron los límites permitidos por los
estándares de calidad de agua de la JCA ni de la EPA. Sin embargo, los resultados de pH y
cromo fueron más bajos en GuaynaboDS que en GuaynaboUS. En ambos lugares no hubo
diferencia en la determinación de fósforo total.
Humacao. Según los datos obtenidos en las Tablas 4.05 y 4.06, se presentaron
valores más altos en HumacaoDS en comparación con HumacaoUS en los siguientes
parámetros: conductancia específica, cloruros, sulfatos, arsénico, cromo y níquel; donde la
59
mayoría de estos no excedieron los límites permitidos por los estándares de calidad de agua
de la JCA.
Sin embargo, los resultados de pH, plomo y zinc fueron más bajos en
HumacaoDS que en HumacaoUS.
En ambos lugares no hubo diferencia en las
determinaciones de dureza total, calcio ni fósforo total. Pero, los valores de la dureza total
excedieron los estándares de la EPA.
Juana Díaz. Según los datos obtenidos en las Tablas 4.07 y 4.08, se presentaron
valores más altos en Juana DíazDS en comparación con Juana DíazUS en los siguientes
parámetros: dureza total, sulfatos y arsénico; donde la mayoría de estos excedieron los
límites permitidos por los estándares de calidad de agua de la JCA y de la EPA. También, la
mayoría de los resultados de la conductancia específica fueron más altos en Juana DíazDS
que en Juana DíazUS. Lo contrario ocurrió con los resultados de calcio, fósforo total y zinc
que fueron más bajos en Juana DíazDS que en Juana DíazUS, y también, la mayoría de los
resultados de pH. En ambos lugares no hubo diferencia en las determinaciones de cloruro,
cromo, níquel ni plomo.
Toa Alta. Según los datos obtenidos en las Tablas 4.09 y 4.10, se presentaron valores
más altos en Toa AltaDS en comparación con Toa AltaUS en los siguientes parámetros:
conductancia específica, calcio, cloruros, sulfatos, arsénico, cromo, níquel, plomo y zinc;
donde la mayoría de estos no excedieron los límites permitidos por los estándares de calidad
de agua de la JCA ni de la EPA. También, uno de los valores de la dureza total de Toa
AltaDS era más alto que en Toa AltaUS y la mayoría de los valores de pH eran más bajos en
Toa AltaDS que en Toa AltaUS. En ambos lugares no hubo diferencia en la determinación
de fósforo total.
Interpretación de los parámetros físicos y químicos. Cuando encontramos valores
altos en la conductancia, como en GuayamaDS (1962 µS/cm), es un indicativo del efecto a la
60
calidad del agua (Mor et al. 2006).
Este valor incrementa con un aumento en la
concentración de iones en solución (USGS 1979). Los resultados del pH en este estudio
demostraron que las aguas abajo de un SRS son más ácidas que aguas arriba, aunque estaban
dentro del rango aceptable de la JCA. Estudios han demostrado que los ácidos grasos
volátiles y el amonio bajan el pH y contribuyen a la disolución de los metales presentes en
los SRS (Giraldo 2001). La mayoría de los datos de calcio mostraron una dureza suave, pero
en GuayamaDS alcanzó el nivel de agua dura (176.4 mg/L), excediendo el límite permitido
por la EPA. El calcio y el magnesio son los principales contribuyentes a la dureza en las
aguas naturales (USGS 1979). El calcio principalmente proviene de los minerales basados en
carbonato. También, este puede venir de la disolución del concreto de las aceras y carreteras
(Mor et al. 2006). La mayoría de las muestras no alcanzaron el nivel máximo permisible
para cloruro, pero en GuaynaboDS (272.4 mg/L) excedió el estándar de calidad de agua de la
JCA. La circulación del cloruro proviene principalmente de fuentes de contaminación como
descargas de aguas usadas, desperdicios sanitarios domésticos, fertilizantes y de fuentes
naturales como la lluvia (USGS 1979). Los datos disponibles indican que las plantas son
más resistentes a altas concentraciones de cloruro que los peces e invertebrados (EPA 1986).
Para sulfatos, la mayoría de las muestras alcanzaron un promedio de 17 mg/L, pero en
GuayamaDS una de las muestras alcanzó 220.0 mg/L, pero ninguna muestra excedió los
estándares de calidad de agua de la JCA. Los sulfatos aunque es uno de los principales
constituyentes de la corteza terrestre exterior; también, son los componentes de los
desperdicios industriales, tales como: curtidurías (talleres donde se trabaja con pieles de
animales), molinos de papel y fábricas de productos químicos (EPA 1986). Para el fósforo
total, la mayoría de las muestras tenían un promedio de 0.1 mg/L y el valor más alto se
obtuvo en Juana DíazUS (0.3 mg/L), por lo que ninguna muestra excedió los estándares de
61
calidad de agua de la JCA. Al igual que el nitrógeno, el fósforo es uno de los macro
nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas. El enriquecimiento de las aguas
naturales con nitrógeno y fósforo induce el rápido crecimiento de plantas y algas acuáticas
(EPA 1986, USGS 1979).
En cuanto a los metales trazas analizados en este estudio, una de las muestras excedió
los estándares de calidad de agua de la JCA de 10 µg/L de arsénico. El arsénico es utilizado
en la manufactura de vidrios, telas, papel, adhesivos de metal, cerámicas y espejos. También
se utiliza en los pesticidas, preservativos de madera, pinturas y semiconductores eléctricos.
A largo plazo, el arsénico se acumula en los organismos y en plantas acuáticas, causando
efectos crónicos a estos y a los mamíferos (USGS 1979). La exposición al arsénico aumenta
el riesgo de desarrollar cáncer (EPA 1986). Las muestras en este estudio presentaron bajas
concentraciones en los niveles de cromo, níquel, plomo y zinc, donde ninguna excedió los
estándares de calidad de agua de la JCA. El cromo es un elemento relativamente común,
pero el cromato y el dicromato solamente se encuentran en aguas contaminadas. Ambos se
encuentran estables en sus ambientes de agua (USGS 1979). El níquel es utilizado en los
materiales resistentes a corrosión, en baterías de larga duración, contactos eléctricos,
receptáculos y electrodos. También, las sales del níquel se usan para pintar en cerámicas,
fábricas y manufactura de tinta (USGS 1979). La presencia de plomo indica que hay
desperdicios de baterías, compuestos químicos utilizados para el procesamiento de fotos,
pinturas con base de plomo y tuberías del mismo SRS (Moturi et al. 2004). La presencia de
zinc indica que el SRS recibe desperdicios de baterías y lámparas fluorescentes (Mor et al.
2006). Todavía no hay suficientes datos disponibles de los niveles de toxicidad del zinc.
Tampoco, se ha demostrado los efectos de éste a la salud humana (EPA 1986). Por último,
se puede mencionar que el color marrón que se pudo observar en GuayamaDS, se atribuye a
62
la oxidación de hierro (Chu et al. 1994), pero este metal no fue analizado para confirmar este
dato.
Conclusiones
El SRS es la única alternativa que tenemos actualmente en PR para la disposición de
los desperdicios sólidos. A medida que se fueron estableciendo las leyes y reglamentos que
aplicaban a los SRS, en 1994 la mitad de ellos fueron cerrados por la JCA, porque la mayoría
no cumplían con estos. Como la JCA les exige a los operadores de los SRS controlar la
contaminación ambiental, tuvieron que instalar una capa impermeable y unos tanques de
recolección para el tratamiento de los lixiviados, para evitar que estos pasen a través del
terreno y contaminen los cuerpos de agua superficiales. Las concentraciones de calcio,
cloruros y arsénico en aguas debajo de los SRS de Guayama, Guaynabo, Juana Díaz y Toa
Alta, que excedieron los estándares de calidad de agua de la JCA, deterioran la calidad del
agua y aumentan el riesgo de la salud humana. Pero, las concentraciones de fósforo total,
sulfato, cromo, níquel, plomo y zinc, que no excedieron los estándares, también afectan a la
calidad de éstas porque las concentraciones eran mayores aguas debajo de los SRS. Cabe
destacar, que la mayoría de los valores de fósforo total de cada SRS eran similares entre
aguas arriba y aguas abajo.
Según los estudios relacionados, estos contaminantes que
excedieron los límites establecidos, están asociados a los lixiviados de los SRS (Ahmed
2001, Rutherford et al. 2000). En relación a los metales de cromo, níquel, plomo y zinc que
no excedieron los estándares de calidad de agua, existen estudios que demuestran que se
pueden estar acumulando y a medida que pasa el tiempo aumentan las concentraciones
(Kjeldsen et al. 2002).
Si estas aguas se utilizan para toma de agua potable podrían
representar un peligro a la salud humana.
63
Limitaciones
Durante los periodos de lluvia, la descarga era mayor a su flujo normal y no se debían
tomar muestras, porque aumentaría la concentración de los contaminantes al entrar las
escorrentías de los terrenos cercanos al río. Pero, el último día de muestreo se tomaron
muestras en los puntos de muestreo de los SRS de Guaynabo y Toa Alta con un flujo mayor
en las respectivas quebradas, debido a que no se pronosticaba una mejoría en las condiciones
del tiempo en los próximos días.
El acceso a los SRS de Humacao y Juana Díaz era limitado, por lo cual la distancia
entre cada punto de muestreo fue de más de 2,000 metros, por lo que no se pudo determinar
si existen otras fuentes de contaminación en aguas arriba que afectaron las concentraciones
de los contaminantes para este estudio.
El punto de muestreo en HumacaoDS no se pudo localizar en la parte activa de este.
Además, la topografía del terreno en Juana DíazDS y Toa AltaDS es de piedra caliza y los
lixiviados se infiltran a través del terreno.
Para este estudio, no se realizaron algunos análisis de metales, dureza total y calcio a
las muestras tomadas, debido a que se había dañado el instrumento plasma acoplado inducido
con un detector de espectrometría de masas (ICP/MS, por sus siglas en inglés) del
Laboratorio de AAA, por esta razón las muestras de la segunda ruta se analizaron en el
laboratorio de calidad de agua del USGS utilizando un equipo similar. Para las muestras de
agua que se tomaron en la tercera Ruta, las recibió el Laboratorio de AAA pero el equipo
estaba defectuoso durante el almacenamiento y no se analizaron las mismas.
Recomendaciones

Es recomendable que se hagan más estudios relacionados a la calidad de aguas
superficiales, aguas subterráneas, suelos y aguas de escorrentía a comunidades
64
cercanas a los SRS en PR para determinar si la contaminación proviene de los
lixiviados generados en estos.

Para obtener la mayor información posible y actualizada de las condiciones de estos
ambientes, se recomienda incluir más parámetros como: amoniaco, nitrato, hierro,
magnesio, manganeso, sodio, potasio, oxígeno disuelto, sólidos totales, coliformes
fecales, cadmio, cobre y mercurio, con el fin de minimizar la contaminación de los
cuerpos de agua superficiales.

Es necesario evaluar cual es el grado de contaminación de los demás SRS en PR.

Es importante establecer sistemas alternos a los SRS, porque se está agotando la
capacidad de estos, para recibir desperdicios sólidos.

Es necesario fortalecer la educación ambiental y el programa de reciclaje en PR, para
minimizar la liberación de los contaminantes al ambiente y prolongar la vida de los
SRS.
65
Literatura Citada
40CFR. Definition and Procedure for the Determination of the Detection Limit. Apendix
BTO
Part 136.
Abu-Zeid N, Bianchini G, Santarato G, Vaccaro C. 2004. Geochemical characterization and
geophysical mapping of landfill leachates: the Marozzo canal case study (NE Italy).
Environmental Geology, 45 (4): 439-447.
Ağdağ ON, Sponza DT.
2004. Effect of aeration on the performance of a simulated
landfilling reactor stabilizing municipal solid wastes. Journal of Environmental
Science & Health, Part A: Toxic/Hazardous Substances & Environmental
Engineering, 39 (11/12): 2955-2972.
Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades. (ATSDR). 2007. Reseña
Toxicológica del Arsénico (versión actualizada) (en inglés). Atlanta, GA:
Departamento de Salud y Servicios Humanos de los EEUU, Servicio de Salud
Pública. 2pp.
Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades. (ATSDR). 2008. Reseña
Toxicológica del Cromo (versión para comentario público) (en inglés). Atlanta, GA:
Departamento de Salud y Servicios Humanos de los EEUU, Servicio de Salud
Pública. 2pp.
Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades (ATSDR). 2005. Reseña
Toxicológica del Níquel (versión actualizada) (en inglés). Atlanta, GA: Departamento
de Salud y Servicios Humanos de los EEUU, Servicio de Salud Pública. 2pp.
Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades. (ATSDR). 2007. Reseña
Toxicológica del Plomo (versión actualizada) (en inglés). Atlanta, GA: Departamento
de Salud y Servicios Humanos de los EEUU, Servicio de Salud Pública. 2pp.
66
Ahmed AM, Sulaiman WN. 2001. Evaluation of groundwater and soil pollution in a landfill
area using electrical resistivity imaging survey. Environmental Management, 28 (5):
655-663.
Aluko OO, Sridhar MKC. 2005. Application of constructed wetlands to the treatment of
leachates from a municipal solid waste landfill in Ibadan, Nigeria.
Journal of
Environmental Health, 67 (10): 58-62.
Ambiental Blog. 2010. Los rellenos sanitarios. Disponible en:
http://ambientalblog2010.wordpress.com/2010/12/07/los-rellenos-sanitarios/
Autoridad de Desperdicios Sólidos. 1992. Ley núm. 70. Ley para la Reducción y Reciclaje
de los Desperdicios Sólidos en Puerto Rico. 92 LPRA 70.
Autoridad de Desperdicios Sólidos. 1999. Datos históricos del desarrollo de la Autoridad de
Desperdicios. San Juan, PR.
Autoridad de Desperdicios Sólidos. 2004. Plan estratégico para el manejo de los residuos
sólidos en Puerto Rico.
Autoridad de de Desperdicios Sólidos. 2008. Dynamic Itinerary for Infrastructure Projects
Technical Report. San Juan, Puerto Rico.
Chu L M, Cheung KC, Wong MH. 1994. Variations in the chemical properties of
landfill
leachate. Environ. Manage. 18:105–117.
El-Gendy AS, Biswas N, Bewtra JK. 2006. Municipal landfill leachate treatment for metal
removal using water hyacinth in a floating aquatic system.
Water Environment
Research, 78 (9): 951-964.
Environmental Protection Agency (US). 1976. Resource Conservation and Recovery Act
42 U.S.C. 6901 et seq.
67
Environmental Protection Agency (US). 1986. Gold Book - Water Quality for Water. 144147. Available from:
http://water.epa.gov/scitech/swguidance/standards/criteria/aqlife/upload/2009_01_13
_criteria_goldbook.pdf
Environmental Protection Agency (US). 2009. National Primary Drink Water Regulations.
Report number EPA 816-F-09-004, Washington, DC. 5pp.
Garbarino JR, Kanagy LK, Cree ME. 2005. Determination of Elements in Natural-Water,
Biota, Sediment, and Soil Samples Using Collison/Reaction Cell Inductively Coupled
Plasma—Mass Spectrometry. Available from:
http://pubs.usgs.gov/tm/2006/tm5b1/
Garbarino JR, Struzeski TM. 1998. Methods of Analysis by the U.S. Geological Survey
National Water Quality Laboratory — Determination of Elements in Whole-Water
Digests Using Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry and
Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry. Available from:
http://nwql.usgs.gov/OFR-98-165.shtml
Gil R. 2003. Información general de vertederos en operación.
Giraldo E.
2001.
Tratamiento de lixiviados de rellenos sanitarios: avances recientes.
Revista de Ingeniería, 237 (14): 44-55.
Israde-Alcántara
I, Buenrostro-Delgado
O,
Carrillo-Chávez
A. 2005.
Geological
characterization and environmental implications of the placement of the Morelia
dump, Michoacan, central Mexico.
Journal of the Air & Waste Management
Association 55 (6): 755-765.
James SC. 1977. Metals in Municipal Landfill Leachate and their Health Effects. AJPH, 67
(5): 429-432.
68
Junta de Calidad Ambiental. 1997. Reglamento para el manejo de desperdicios sólidos no
peligrosos. 12-78.
Junta de Calidad Ambiental. 2002. Informe semestral de los sistemas de relleno sanitario en
operación. 195pp.
Junta de Calidad Ambiental. 2003. Informe sobre el estado y condición del ambiente en
Puerto Rico en el 2002. 36-51.
Junta de Calidad Ambiental. 2010. Reglamento de estándares de calidad de agua de Puerto
Rico. Versión enmendada. 4-25, 28-31, 40-42.
Keith, L. H. Compilation of EPA’s Sampling and Analysis Methods. 2 nd Edition. Lewis
Publisher, New York, 1996.
Kjeldsen P, Barlaz MA, Rooker AP, Baun A, Ledin A, Christensen TH. 2002 Present and
long-term composition of MSW landfill leachate: A review. Critical Reviews in
Environmental Science and Technology, 32 (4): 297-336.
Kumar D, Alappat BJ. 2005. Evaluating leachate contamination potential of landfill sites
using leachate pollution index. Clean Technologies & Environmental Policy, 7 (3):
190-197.
López D. 1999. El ambiente y las leyes en Puerto Rico, lo que todos queremos saber.
Publicaciones Paraíso. Rincon, Puerto Rico. 19, 31, 52.
McIsaac R, Rowe RK.
2005.
Change in leachate chemistry and porosity as leachate
permeates through tire shreds and gravel. Canadian Geotechnical Journal, 42 (4):
1173-1188.
Mizumura K. 2003. Chloride ion in groundwater near disposal of solid wastes in landfills.
Journal of Hydrologic Engineering, 8 (4): 204-214.
69
Molina WL. 2009. Source, Use and Disposition of Freshwater in Puerto Rico, 2005. US
Geological Suervey Fact Sheet 2009-3080. 5pp.
Mor S, Ravindra K, Dahiya RP, Chandra A.
2006.
Leachate characterization and
assessment of groundwater pollution near municipal solid waste landfill site.
Environmental Monitoring & Assessment, 118 (1-3): 435-456.
Moturi MCZ, Rawat M, Subramanian V. 2004. Distribution and fractionation of heavy
metals in solid waste from selected sites in the industrial belt of Delhi, India.
Environ.
Monit. Assess. 95:183–199.
O’Leary P, Walsh P. April, 2002.
Landfill cover and liner systems for water quality
protection. Waste Age, NA. Disponible en:
<http://find.galegroup.com.librarylogin.suagm.edu:84/ips/start.do?prodId=IPS>.
Olofsson B, Jernberg H, Rosenqvist A.
2006.
Tracing leachates at waste sites using
geophysical and geochemical modelling. Environmental Geology, 49 (5): 720-732.
Osaki K, Kashiwada S, Tatarazako N, Ono Y. 2005. Toxicity testing of leachate from waste
landfills using Medaka (Oryzias Latipes) for monitoring environmental safety.
Environmental Monitoring & Assessment, 117 (1-3) 73-84.
Rantz et al. 1982. US Geological Survey Water Supply Papers 2175. Measurement and
computation of streamflow. Volume 1. Measurement of stage and discharge. Chapter
8. 261.
Rogoff MJ, Keith T, Thomson J. 1999. Leachate treatment makes sense in Charlotte
County, Fla. Waste Age, 30 (3): 54-59.
Rohena S Jr. 2006. El manejo de desperdicios sólidos peligrosos y no peligrosos, de
conformidad a la Ley de Conservación y Recuperación de los Recursos (RCRA) del
70
21 de octubre de 1976 según enmendada. (MS. MPA.) Universidad Metropolitana
de San Juan (UMET). Programa Graduado de Maestría Ambiental. 1: 47-52.
Rosqvist NH, Dollar LH, Fourie AB. 2005. Preferential flow in municipal solid waste and
implications
for
long-term
leachate
quality:
valuation of
laboratory-scale
experiments. Waste Management and Research 23 (4): 367-381.
Ruiz E, Fleming IR, Putz GJ. 2006. Passive treatment of municipal landfill leachate in a
granular drainage layer. Journal of Environmental Engineering and Science, 5 (5):
417-428.
Rutherford LA, Matthews SL, Doe KG, Julien GRJ.
2000.
Aquatic toxicity and
environmental impact of leachate discharges from a municipal landfill.
Water
Quality Research Journal of Canada, 35 (1): 39-57.
SOP-QP-017. 2007. Análisis de Calcio y Dureza de Calcio en agua potable por el Método
SM 3500-CA D. Edición 18. 19pp.
SOP-QA-026. 2007. Determinación de Cloruro en aguas residuales por el Método de
Nitrato Mercúrico. SM 4500-CL- C. Edición 20. 11pp.
SOP-QA-049. 2007. Análisis de Dureza en aguas residuales por el Método SM 2340C.
Edición 20. 10pp.
SOP-QA-055. 2007. Determinación de Fósforo Total por el Método LACHAT 10-115-011-C. 16pp.
SOP-QA-064. 2007. Análisis de metales en aguas residuales por ICP/MS por el Método
EPA 200.8 (Rev. 5.4). 27pp.
SOP-QA-117. 2007. Análisis de Sulfatos en aguas residuales por el Método ASTM-D51690-1995. 12pp.
SW-846 Online. Disponible en:
71
http://www.epa.gov/osw/hazard/testmethods/sw846/online/index.htm#table
Tałałaj IA, Dzienis L. 2006. Influence of leachate on quality of underground waters. Polish
Journal of Environmental Studies, 16 (1): 39-144.
US Geological Survey. 1979. Reconnaissance of six solid-waste disposal sites in Puerto
Rico and effects on water quality. Environmental Quality Board, Report number
USGS 79-1338. 1-11, 42-47, 56-60.
US Geological Survey. 1981. Geohydrologic descriptions of selected solid-waste disposal
sites in Puerto Rico. Environmental Quality Board, Report number USGS 81-490. 15, 57-64, 70-72.
Wang Z, Banks CJ. 2006. Report: anaerobic digestion of a sulphate-rich high-strength
landfill leachate: the effect of differential dosing with FeCl3. Waste Management and
Research 24 (3): 289-294.
72
APÉNDICES
73
Apéndice Uno
Recursos para la selección de los puntos de muestreo
74
75
76
77
Tabla A 1.01 Tabla de los SRS en Puerto Rico en operación.
Fuente: Oficina de Plan de Uso de Terrenos, Junta de Planificación 2002.
SRS de PR en operación 2002
Aguadilla/Moca
Florida
Lajas
Añasco
Guánica/Yauco
Mayagüez
Arecibo
Guayama
Ponce
Arroyo/Patillas
Guaynabo
Salinas
Barranquitas
Hormigueros
San Juan
Cabo Rojo
Humacao
Toa Alta
Carolina
Isabela
Toa Baja
Cayey/Cidra
Jayuya/Utuado
Vega Baja
Culebra
Juana Díaz
Vieques
Fajardo
Juncos
Yabucoa
78
79
Tabla A 1.02 Tabla de SRS a menos de 200 metros de un cuerpo de agua.
SRS
OBSERVACIONES
Arecibo
Canales / Esta sobre Caño Tiburones / Suelo pantanoso
Arroyo/Patillas
Quebrada intermitente / No tiene agua / Visitado
Carolina
Quebrada cerca / No tiene agua / Visitado
Cayey/Cidra
Quebrada intermitente / No tiene agua / Visitado
Guánica/Yauco Quebrada intermitente / No tiene agua / Visitado
Guayama
Quebrada intermitente / Visitado / Excelente condiciones
Guaynabo
Quebrada y río cerca / Visitado / Excelente condiciones
Hormigueros
Quebrada intermitente
Humacao
Parte inactiva a 45 m del río y la activa a 550m
Juana Díaz
Río cerca / Visitado / Único acceso por el propio SRS
Juncos
Quebrada intermitente / No tiene agua/ Visitado / El agua de escorrentía
del lixiviado se queda en el terreno
Lajas
Quebrada intermitente
Mayagüez
Quebrada intermitente
Ponce
Quebrada intermitente
Salinas
Solo una laguna / No tiene agua / Visitado
San Juan
Cerca de bahía / Zona de mezcla de agua dulce y salada
Toa Alta
Río cerca / Piedra caliza
Vega Baja
Río cerca / Área húmeda / Prohibidas las entradas a las propiedades
privadas
Yabucoa
Quebrada cerca / Platanal en toda la colindancia / Visitado
80
Tabla A 1.03 Tabla de los puntos de muestreo seleccionados.
Punto de
muestreo
Descripción
LON
(NAD_83)
LAT
(NAD_83)
GuayamaDS
Quebrada BLW MSW Guayama,
Guayama, PR
66 08 21.38
17 59 03.46
GuayamaUS
Quebrada ABV MSW Guayama at Canal,
66 08 27.60
Guayama, PR
17 59 12.92
GuaynaboDS
Quebrada Margarita BLW MSW
Guaynabo, Guaynabo, PR
66 06 05.01
18 19 45.90
GuaynaboUS
Quebrada Margarita ABV MSW
Guaynabo, Guaynabo, PR
66 06 24.55
18 19 32.13
HumacaoDS
Quebrada Cataño BLW MSW Humacao,
Humacao, PR
65 48 15.18
18 08 02.99
HumacaoUS
Quebrada Cataño ABV MSW Humacao,
Humacao, PR
65 49 12.90
18 07 35.00
Juana DíazDS
Río Jacaguas BLW MSW Juana Díaz,
Juana Díaz, PR
66 30 46.34
18 02 13.95
Juana DíazUS
Río Jacaguas ABV MSW Juana Díaz,
Juana Díaz, PR
66 30 36.84
18 03 07.00
Toa AltaDS
Quebrada Arenas BLW MSW Toa Alta,
Toa Alta, PR
66 16 05.06
18 22 17.45
Toa AltaUS
Quebrada Arenas ABV MSW Toa Alta,
Toa Alta, PR
66 16 01.72
18 22 00.86
81
Figura A 1.05 SRS de Guayama
82
Figura A 1.06 SRS de Guaynabo
83
Figura A 1.07 SRS de Humacao
84
Figura A 1.08 SRS de Juana Díaz
85
Figura A 1.09 SRS de Toa Alta
86
Apéndice Dos
Instrumento de campo y métodos de análisis
Tabla A 2.01. Especificaciones del Instrumento EC500 Marca ExStik II
Especificaciones
Rango
Resolución
Máxima
Exactitud
Conductividad
0 a 199 µS, 200 a 1999 µS, 2.00 a 19.99 mS
0.1 µS
±2% FS*
TDS/Salinidad
0 a 99.9 ppm (mg/L), 100-999 ppm (mg/L),
1.00 a 9.99 ppt
0.1 ppm
(mg/L)
2% FS*
pH
0.00 a 14.00
0.01
0.001
Temperatura
32° a 149 °F (0 a 65 °C)
0.1 °F/°C
1.8 °F / 1 °C
Impermeable
IP67
Memoria
25 base de datos
Dimensiones
1.4 x 7.3 x 1.6” (36 x 186 x 41 mm)
Peso
3.8 oz. (110 g)
* FS - por sus siglas en ingles, significa de la escala completa
87
Tabla A 2.02 Resumen de tipo de envase para la toma de muestras de agua, su preservación y
su almacenamiento. Fuente: SOP del Laboratorio de AAA 2007.
Contaminante
Tipo de envase
Preservación
Almacenaje
Fósforo total
1 L Cristal ó Plástico
pH < 2.0
2 mL/L de H2SO4
Refrigerar a 4 °C
Retención 28 días
Metales en
aguas residuales
y blanco de
campo
1 L Cristal ó Plástico
pH < 2.0
3 mL/L HNO3 1+1
Verificar a las 16hr
que el pH < 2.0
Llevar no más tarde
del próximo día
laborable
Dureza total y
calcio en
agua potable
1 L Cristal ó Plástico
pH < 2.0
3 mL/L HNO3 1+1
Llevar no más tarde
del próximo día
laborable
Refrigerar a 1 - 4 °C
Retención 6 meses
Sulfatos en aguas
residuales
1 L Cristal ó Plástico
No preservativos
Refrigerar a 1 - 4 °C
Retención 28 días
Cloruro en aguas
residuales
Cristal ó Plástico
min 100 mL
No preservativos
Retención 28 días
88
Resumen del método del SOP-QA-049
Análisis de dureza en aguas residuales
Método SM 2340C, Edición 20
1.
Este método aplica a muestras de aguas superficiales, aguas salinas, desperdicios
domésticos e industriales.
El método se puede utilizar para todos los rangos de
concentración de dureza, sin embargo, para reducir la concentración de carbonato de calcio
(CaCO3) la muestra es diluida con agua deionizada.
2. Los iones de calcio y magnesio presentes en las muestras se acomplejan con el agente
titulante Na2EDTA. El punto final de la titulación se detecta usando Negro de eriocromo T
como indicador. Este indicador es rojo en presencia de calcio y magnesio y cambia a color
azul cuando los dos iones se acomplejan.
3. La adición de una solución de cianuro de sodio (NaCN) previene la interferencia de
metales pesados.
4. Al añadir una pequeña cantidad de sal de magnesio de EDTA, se introduce suficiente
magnesio para obviar la necesidad de corrección de blanco.
5. Se realizan los cálculos correspondientes para la determinación de la dureza utilizando la
siguiente fórmula:
Dureza EDTA (mg/L) =
A = volumen de EDTA que se utilizó en la titulación, en mL
B = mg CaCO3 equivalentes a 1.00 mL EDTA
89
Resumen del método del SOP-QP-017
Análisis de calcio y dureza de calcio de agua potable
Método SM 3500-Ca D, Edición 18
1. Cuando el EDTA se añade al agua que contiene calcio y magnesio, este se combina
primero con calcio. El calcio se puede determinar directamente con EDTA, cuando el pH se
hace suficientemente alto de modo que el magnesio se precipita como hidróxido y se utiliza
el indicador Azul-negro de eriocromo R que sólo se combina con calcio.
2. Este indicador es de color rojo y da un cambio a color azul cuando todo el calcio es
acomplejado con EDTA a un pH entre 12 y 13.
3. La concentración de calcio se obtiene con la siguiente fórmula:
Calcio total (mg/L Ca) =
A = volumen de EDTA que se utilizó en la titulación, en mL
B = mg CaCO3 equivalentes a 1.00 mL EDTA en el punto final del indicador de calcio
Titulante EDTA equivalente a 1,000 mg CaCO3 /1.00 mL EDTA
90
Resumen del método del SOP-QA-026
Determinación de cloruro en aguas residuales por el método de nitrato mercúrico
Método SM 4500-Cl- C, Edición 20
1. El cloruro en forma de ión cloruro (Cl-) es uno de los principales aniones inorgánicos en
agua y aguas usadas. La concentración de cloruro es alta en aguas usadas porque el cloruro
de sodio, una sustancia común en la dieta humana, pasa sin sufrir ningún cambio a través del
sistema digestivo.
2. El método de nitrato mercúrico se basa en la titulación de una muestra con nitrato
mercúrico (Hg(NO3)2 0.141 N), formándose cloruro mercúrico.
a. Para concentraciones de cloruro menores de 100 mg/L, se utiliza como indicador
difenilcarbazona y xileno-cianol FF en alcohol etílico o isopropílico al 95%, el punto
final de la titulación cambia de color azul a violeta.
b. Para concentraciones de cloruro mayores de 100 mg/L, se utiliza como indicador
difenilcarbazona y azul de bromofenol en alcohol etílico o isopropílico al 95%, el
punto final de la titulación cambia de color amarillo a violeta.
3. La concentración de cloruro se obtiene con la siguiente fórmula:
Cloruro (mg Cl-/L) =
A = volumen de titulante consumidos por la muestra, en mL
B = volumen de titulante consumidos por el blanco, en mL
N = normalidad del Hg(NO3)2
mg NaCl/L = (mg Cl-/L)
1.65
91
Resumen del método del SOP-QA-117
Análisis de sulfatos en aguas residuales
Método ASTM-D516-90, 1995
1.
Este método aplica a aguas superficiales y a desperdicios de agua domésticos e
industriales. El ión sulfato es precipitado en un medio ácido (HCl) mediante la utilización de
cloruro de bario (BaCl2) formando cristales uniformes de sulfato de bario (BaSO 4). La
absorbancia por el sulfato de bario (BaSO4) es medida utilizando un espectrofotómetro. La
concentración de sulfato (SO42-) es determinada preparando una curva de calibración con los
resultados reportados directamente del equipo.
2. La concentración de sulfato se obtiene con la siguiente fórmula:
Sulfato [SO42-] (mg/L) =
92
Resumen del método del SOP-QA-055
Determinación de fósforo total
Método LACHAT 10-115-01-1-c
1. Este método se utiliza para la determinación de fósforo total en muestras de aguas usadas.
2. Las muestras acuosas son tratadas con ácido sulfúrico en un bloque digestor. Utilizando
un catalítico de óxido mercúrico, el fósforo de las muestras es convertido al anión
ortofosfato, se añade sulfato de potasio para elevar la temperatura de ebullición de la
digestión y acelerar la reacción. La solución final es diluida con agua.
3. El ión ortofosfato (PO43-) reacciona con molibdato amónico y tartrato de antimonio y
potasio bajo condiciones ácidas para formar un complejo, que luego es reducido con ácido
ascórbico para formar un complejo azul que absorbe energía de 880 nm. La absorbancia es
directamente proporcional a la concentración de ortofosfato en la muestra. El rango aplicable
es de 0.1 a 5.0 mg P/L.
4. El espectrofotómetro reporta los resultados de fósforo total directamente.
93
Resumen del método del SOP-QA-064
Análisis de metales en aguas residuales por ICP/MS
Método EPA 200.8 (Rev. 5.4) 1994
1. Para análisis de metales totales de una muestra acuosa que contiene material no disuelto,
primero se le añade ácido nítrico (HNO3) hasta tener un pH < 2. También se requiere un
blanco de campo y se analiza igual que las muestras.
2. Luego hay que determinar la turbiedad para decidir si la muestra se hace por análisis
directo o si se tiene que digerir la muestra.
3. Luego se procede a analizar la muestra en el instrumento de plasma acoplado inducido
con detector de espectrometría de masas (ICP-MS). Este equipo permite analizar varios
metales simultáneamente, es capaz de hacer barridos del rango de masa de 5 a 250 unidades
de masa.
4. El Laboratorio Nacional de Calidad de Agua del USGS utilizó el ICP-MS para analizar
los metales: arsénico, cromo, níquel, plomo y zinc (Garbarino 1998, Garbarino et al. 2005).
5. Los resultados se obtienen directamente del instrumento, ya sea por impresión de un
documento o directo en una pantalla del equipo.
94
Apéndice Tres
Reporte de curva de calibración
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
Apéndice Cuatro
Cartas gestionadas para este estudio
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
Apéndice Cinco
Lista de símbolos y abreviaturas
Abreviatura/
Símbolo
Significado
°C
grados Celsius
µS/µg
microsiemens / microgramo
ADS
Autoridad de Desperdicios Sólidos
ATSDR
Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades
CERCLA
Comprehensive Environmental Response, Compensation and
Liability Act (Ley Comprensiva de Respuestas Ambiental,
Compensación y Responsabilidad)
CFR
Code of Federal Regulations (Código de Reglamentos Federales)
DRNA
Departamento de Recursos Naturales y Ambientales
EEUU
EPA
Estados Unidos de América
U.S. Environmental Protection Agency (Agencia Federal de
Protección Ambiental)
GPS
Global Positioning System
JCA
Junta de Calidad Ambiental
Laboratorio de AAA Laboratorio Central del Departamento de Acueductos y Alcantarillado
de Caguas
ppm
partes por millón
RCRA
Resource Conservation and Recovery Act (Ley Federal de
Conservación y Recuperación de Recursos)
RRA
Resource Recovery Act (Ley para Recuperación de Recursos)
138
SM
Standard Method (Método Estándar)
SOP
Procedimientos de Operación Estándar
SRS
Sistema de Relleno Sanitario
SWDA
Solid Waste Disposal Act (Ley para la Disposición de Desperdicios
Sólidos)
USGS
U.S. Geological Survey (Servicio Geológico Federal)
139
Apéndice Seis
Glosario
acuífero - Formación geológica, grupo de formaciones o parte de una formación
hidráulicamente interconectada, capaces de suministrar un rendimiento mínimo
sostenido de 0.10 galones por minuto por pie de largo de cedazo de agua subterránea
a pozos.
agua subterránea - Agua bajo la superficie del terreno, presente bajo el nivel freático,
incluyendo aguas en cuevas y cavernas cuando la presencia de agua resulta de la
manifestación de las características de la zona saturada bajo el nivel freático.
aguas superficiales - Cualquier fuente de agua, natural o artificial, incluyendo todas las
corrientes, lagos, estanques, embalses, corrientes y canales interiores, manantiales,
sistemas de irrigación, sistema de drenaje, cuerpos de agua superficiales con flujo
intermitente y todos los cuerpos internos de agua o de aguas acumuladas. Para los
propósitos del Reglamento de estándares de calidad de agua, el término no incluye las
aguas costaneras, y aguas estuarinas.
blanco de campo - Agua purificada, tipo II, que es puesta en un envase de muestra y es
tratada como una muestra en todos los aspectos, incluyendo envío al lugar de
muestreo, exposición a las condiciones, almacenaje, preservación y todos los
procesos analíticos. El propósito del blanco es determinar si hay analitos del método
u otras interferencias presentes en el ambiente del campo.
cierre parcial - Clausura de una o más unidades de manejo cumpliendo con todos los
requisitos de cierre aplicables, ubicadas en una instalación de desperdicios sólidos
que contenga varias unidades activas de manejo de desperdicio.
140
conductividad hidráulica (o coeficiente de permeabilidad) - es la característica determinante
de la impermeabilidad del material.
contaminación - La presencia de uno o más contaminantes en niveles que no se cumpla con
los usos designados.
contaminante - las substancias contaminantes incluyen pero no se limitan a: desechos de
dragados, basura, desperdicios sólidos, residuos provenientes de incineradores,
lavados de filtros, aguas grises, aguas negras, aguas usadas, lodos, municiones,
materiales químicos, material biológico, material radioactivo, calor escombros,
piedras, arena, desperdicios industriales, municipales, domésticos, desperdicios de
animales o agrícolas, cualquier sustancia o materia, incluyendo sedimentos u otras
substancias acarreados por escorrentía pluvial que haya sido inducida por la mano del
hombre.
cuerpo de agua con flujo intermitente - Cuerpo de agua cuyo flujo, a parte del que pudiese
ocurrir por la contribución de una descarga, solo ocurre durante y después de una
precipitación pluvial en su área de captación.
desperdicios agrícolas - Desperdicios sólidos producidos como resultado de actividades
agrícolas, que no se utilicen para fertilizar o mejorar la estructura del suelo.
desperdicios comerciales - desperdicios sólidos no peligrosos generados por negocios,
oficinas, restaurantes, almacenes, hospederías y por actividades que no sean
industriales o domésticas.
desperdicios domésticos - Desperdicios sólidos generados en residencias independientes o
múltiples, áreas de acampar o áreas recreativas como resultado de las actividades
básicas de los seres humanos y de los animales mediante su uso. Esta definición
incluye basura, desechos y desperdicios sanitarios.
141
desperdicios industriales - Desperdicios sólidos generados en procesos industriales, tales
como pero sin limitarse a:
- generación de energía eléctrica;
- aplicación de productos químicos para fertilización y fines agrícolas;
- elaboración de alimentos y sus derivados;
- químicos inorgánicos;
- manufactura de hierro y acero;
- producción de cueros y productos derivados;
- manufactura de metales no ferrosos;
- producción de papel y pulpa;
- manufactura de plásticos y resinas;
- producción de gomas y productos plásticos misceláneos;
- producción de productos de piedra, vidrio, arcilla, hormigón y cemento;
- manufactura de textiles;
- equipos de transportación;
- tratamientos de aguas.
Esta definición no incluye desperdicios peligrosos.
desperdicios sólidos - Cualquier basura, desecho, residuo, cieno u otro material descartado o
destinado para su reciclaje, reutilización y recuperación, incluyendo materiales
sólidos, semisólidos, líquidos o recipientes que contienen material gaseoso generado
por la industria, comercio, minería, operaciones agrícolas o actividades
Esta definición incluye: materias que han sido desechadas, abandonadas,
domésticas.
o
dispuestas; material descartado o materias a las que les haya expirado su utilidad o
que ya no sirven, a menos que sean procesadas o recuperadas. Esta definición no
142
incluye materiales sólidos o disueltos en el alcantarillado sanitario o en el reflujo de
la irrigación de terrenos. Tampoco incluye descargas industriales de las fuentes
precisadas sujetas aun permiso requerido por la Ley Federal de Agua Limpia del
1973, ni fuentes nucleares especiales o productos derivados, según definidos por la
Ley Federal de Energía Atómica de 1954.
desperdicios sólidos no peligrosos - Cualquier desperdicio sólido que no esté conforme con
la definición de desperdicios sólidos peligrosos del
Reglamento de manejo de
desperdicios sólidos no peligrosos.
desperdicio vegetal - Totalidad o porción de árboles, ramas de árboles, hojas, desechos de
jardines, arbustos, grama, yerba o cosechas.
disposición - Desechar definitivamente desperdicios sólidos mediante descarga, destrucción,
depósito, inyección, dispersión o filtrado que se realice dentro del terreno o sobre
éste, a un cuerpo de agua o al aire. También se considera disposición como el
procesamiento de desperdicios sólidos para convertirlo en materia prima para otro
proceso o convertirlo en un producto reutilizable.
La exportación también se
considera disposición.
escorrentías pluvial - Flujos de agua resultante de precipitación pluvial, que entran a los
cuerpos de agua.
estándares de calidad de agua - Los usos designados y clasificaciones de cuerpos de agua, los
criterios utilizados para proteger esos y la política de anti-degradación.
fuente de contaminación - Cualquier actividad, edificio, estructura, embarcación o instalación
generando, emitiendo, descargando, almacenando o transportando contaminantes.
143
Junta de Calidad Ambiental - Organismo del Gobierno de Puerto Rico creada por la Ley
Número 9 de junio de 1970, según enmendada (12 L.P.R.A. §1121 et seq.), conocida
como la Ley sobre Política Pública Ambiental.
lixiviado - cualquier contaminante líquido que se genera del agua que se ha infiltrado o ha
drenado a través de los desperdicios sólidos y que contiene materiales o componentes
de tales desperdicios que son solubles, parcialmente solubles o se encuentran
suspendidos.
manejo de desperdicios sólidos no peligrosos - Administración y control sistemático del
almacenamiento, separación en la fuente, recolección, transportación, trasbordo,
tratamiento, recuperación y disposición de desperdicios sólidos no peligrosos.
monitoría - Todas las medidas tomadas para inspeccionar, obtener y verificar información
relacionada con el cumplimiento del Reglamento de manejo de desperdicios sólidos
no peligrosos y con los permisos concedidos bajo el mismo.
muestra - muestras crudas de agua de ríos o quebradas.
municipio - Entidad gubernamental creada de acuerdo con el Artículo 6, Sección 1 de la
Constitución del Estado Libre Asociado de Puerto Rico.
nivel freático - La profundidad del suelo a la cual la presión de la zona saturada es igual a la
presión atmosférica.
parte activa - Aquella parte de una instalación para desperdicios sólidos donde se llevan o se
han llevado a cabo operaciones de almacenamiento, tratamiento, recuperación o
disposición después de la fecha de vigencia del Reglamento de manejo de
desperdicios sólidos no peligrosos, y que no haya sido sujeta a los procedimientos de
cierre establecidos en el Reglamento.
parte inactiva - Véase cierre parcial.
144
punto de monitoría - lugar aprobado por la JCA donde está o será instalado el sistema de
monitoría para muestrear el agua del acuífero superior o el agua subterránea cercana
a la superficie.
recuperación - Proceso mediante el cual las materias, que ya no sirven para los propósitos
para los que fueron producidas originalmente, son convertidas en un producto útil.
sistema de relleno sanitario - Cualquier instalación o parte de ella, en la que se disponen
desperdicios sólidos no peligrosos.
Dicha disposición se realiza mediante el
esparcimiento en capas. Cada una es compactada al volumen práctico más pequeño y
separada por la aplicación diaria de material de relleno o material alterno aprobado,
para reducir al mínimo los riesgos para la salud, la seguridad pública y el ambiente, y
minimizar lo que sea desagradable a los sentidos humanos.
terrenos cársticos - Áreas donde la topografía, la superficie, las características y sus rasgos
subterráneos se han desarrollado como resultado de la disolución de piedra caliza,
dolomita y rocas solubles.
U.S. Environmental Protection Agency (Agencia Federal de Protección Ambiental) Organismo del gobierno de los EEUU encargado de la protección del ambiente
creado bajo el Plan de Reorganización Número 3 del 1970 (40 CFR Parte 1).