En 2023, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) publicó propuestas para nuevas pautas sobre el límite de efluentes (ELG) en instalaciones de productos cárnicos y avícolas (MPP) que requieren reducciones de nutrientes y otros contaminantes en cuerpos de agua y plantas de tratamiento de propiedad pública (POTW) (1). La Unión Europea (UE) publicó sus mejores técnicas disponibles (MTD) para las emisiones de aguas residuales en mataderos, subproductos animales y/o industrias de coproductos comestibles en 2023 (2). Estas pautas incluyen tecnologías aprobadas para el monitoreo de la contaminación y limitaciones de nitrógeno a fin de proteger los cuerpos de agua circundantes de la descarga excesiva de nutrientes.
El contenido de nitrógeno en las aguas residuales de los MPP se puede representar en función de una especie específica de nitrógeno (como nitrato, nitrito o amoniaco) o como un parámetro de suma (que incluiría todas las especies de nitrógeno) conocido como "nitrógeno total" (TN). El monitoreo de las aguas residuales entrantes y efluentes en busca de TN durante el proceso de nitrificación/desnitrificación permite garantizar la eliminación óptima de nitrógeno de las aguas residuales en la elaboración de MPP. Para garantizar que los procesos de tratamiento de aguas residuales, como la nitrificación y la desnitrificación, eliminen el nitrógeno de manera eficiente, puede utilizarse el analizador en línea de carbono orgánico total (TOC) y TN Sievers TOC-R3, un analizador continuo que puede monitorear la TN y proporcionar datos en tiempo real.
En 2019, las instalaciones de MPP en los Estados Unidos liberaron más de 28 millones de libras de nitrógeno de sus aguas residuales en los ríos y arroyos cercanos, y fueron uno de los sectores industriales que más contribuyeron a la contaminación por nitrógeno (1). El Proyecto de Integridad Ambiental (EIP, por sus siglas en inglés) investigó 98 plantas de procesamiento de carne en los EE. UU. y sus registros de la EPA entre enero de 2016 y junio de 2018. Esta es una parte del informe:
"...74 de estas instalaciones excedieron los límites de sus permisos para nitrógeno, bacterias fecales u otros contaminantes al menos una vez, en tanto que más de la mitad de las instalaciones (50 de 98) registraron cinco incumplimientos y un tercio (32 de las 98) mostraron al menos 10 incumplimientos durante ese período de tiempo". (2)
Estos excesos de las plantas de procesamiento de carne han atraído la atención nacional. En 2023, la EPA propuso nuevas pautas sobre limitaciones de efluentes (ELG) para las instalaciones de MPP, y detalló su lista de contaminantes preocupantes, sus parámetros para la reglamentación, tecnologías de tratamiento de aguas residuales para prevenir la contaminación, cargas de contaminantes y estándares. Dentro de la lista de contaminantes, la nueva propuesta requerirá que las instalaciones de MPP monitoreen el nitrógeno en sus efluentes de aguas residuales para garantizar que sea seguro descargarlo en los cursos de agua locales. Está previsto que esta propuesta esté finalizada para 2025.
La UE estableció las mejores técnicas disponibles (MTD) para mataderos, subproductos animales y/o industrias de coproductos comestibles con el fin de salvaguardar la salud ambiental a través de recomendaciones para el tratamiento y directrices de control de efluentes. Las MTD son técnicas o tecnologías aprobadas por legisladores gubernamentales que se utilizan para controlar y monitorear contaminantes a fin de proteger el medio ambiente. Este documento de referencia recomienda parámetros y ubicaciones clave de monitoreo, y sugiere el uso de carbono orgánico total como técnica en lugar de la demanda química de oxígeno porque el carbono orgánico total no utiliza productos químicos peligrosos. Del mismo modo, el TNb o la suma de amoniaco libre, amonio, nitritos, nitratos y compuestos orgánicos de nitrógeno es una herramienta útil para cumplir con los requisitos de descarga.
Si bien la composición de las aguas residuales depende de las prácticas individuales de las instalaciones de MPP, el contenido de nitrógeno en las aguas residuales es constantemente alto en todas ellas. La forma principal de nitrógeno en las aguas residuales de MPP es el amoniaco, que se forma durante el proceso de reconversión. La herramienta actual para determinar la eliminación de nitrógeno en las aguas residuales de MPP es el nitrógeno Kjeldahl total (TKN).
Si bien este método se adopta universalmente, y tiene alta precisión y buena reproducibilidad, no puede detectar compuestos de nitrato o nitrito, y no es capaz de realizar mediciones continuas en línea de los procesos de tratamiento de aguas residuales. Para garantizar que los sistemas de tratamiento de aguas residuales de MPP (como la nitrificación y la desnitrificación) eliminen adecuadamente el nitrógeno, se necesita un instrumento que sea lo suficientemente eficiente como para manejar matrices de muestreo complejas y capaz de medir las aguas residuales de forma continua. Esto será clave para cumplir adecuadamente las reglamentaciones propuestas por la EPA.
El analizador en línea de carbono orgánico total y TN Sievers TOC-R3 determina el contenido de TN en una sola medición utilizando un detector electroquímico (ECD). El ECD del Sievers TOC-R3 detecta nitrato, nitrito, amoniaco y otros compuestos de nitrógeno como una medida de suma en el modo de nitrógeno unido total (TNb). En cuestión de minutos, los MPP pueden cuantificar el contenido total de nitrógeno en las corrientes de aguas residuales efluentes y determinar la eficiencia del tratamiento. El analizador Sievers TOC-R3 ofrece un mantenimiento simple, bajo costo de propiedad y la posibilidad de tomar decisiones basadas en datos en tiempo real.
Pronto habrá cambios en la reglamentación para las plantas de producción de MPP, por lo que es necesario garantizar que sus procesos de tratamiento de aguas residuales eliminen el nitrógeno para cumplir con los límites propuestos por la EPA. El Sievers TOC-R3 puede monitorear continuamente la eliminación de nitrógeno en el tratamiento de aguas residuales para asegurar el rendimiento del tratamiento en tiempo real. Esto permite a los operadores tomar medidas de inmediato si el tren de tratamiento no está eliminando nitrógeno con la eficiencia necesaria.
Autor: Sara Speak
Sara Speak es especialista en aplicaciones de productos en Veolia Water Technologies & Solutions, y les brinda soporte y experiencia en aplicaciones a los clientes de instrumentos analíticos Sievers en industrias como la química, la petroquímica, la de alimentos y bebidas, y la de aguas residuales municipales.
Sara trabaja con los clientes para brindar capacitación, ayudar en la instalación de productos, optimizar el uso de equipos y demostrar la viabilidad en diferentes aplicaciones de prueba. Antes de su puesto actual, fue técnica de servicio de fábrica, responsable de reparar los instrumentos Sievers y solucionar los problemas que estos tuvieran. Anteriormente, Sara trabajó en la industria de alimentos y bebidas como técnica de laboratorio de control de calidad en MillerCoors y Leprino Foods. Tiene una licenciatura en Ciencias (B.S.) con especialización en Química y otra en Música (B.M.) con especialización en Interpretación de Violín de la Universidad Estatal Metropolitana de Denver.
- Referencias
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- Pautas para efluentes de productos cárnicos y avícolas - Regla propuesta 2024. 3/27/2024. https://www.epa.gov/eg/meat-and-poultry-products-effluent-guidelines-2024-proposed-rule. Consultado el 04/23/2024.
- Diario Oficial de la Unión Europea. Decisión de Ejecución (UE) 2023/2749 de la Comisión, del 11 de diciembre de 2023, por la que se establecen las conclusiones sobre las mejores técnicas disponibles (MTD), de conformidad con la Directiva 2010/75/UE del Parlamento Europeo y del Consejo, sobre las emisiones industriales, para los mataderos, las industrias de subproductos animales y/o coproductos comestibles [notificada con el número C(2023) 8434]. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=OJ%3AL_202302749 Consultado el 18/04/2024.
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- Animal Legal Defence Fund. EPA to Publish Slaughterhouse Water Pollution Standards Following Lawsuit. 03/01/2023. https://aldf.org/article/epa-to-publish-slaughterhouse-water-pollution-standards-following-lawsuit/ Consultado el 08/25/2023.
- Bustillo-Lecompte, Ciro, Mehrvar, Mehrab y Quiñones-Bolaños, Edgar. Slaughterhouse Wastewater Characterization and Treatment: An Economic and Public Health Necessity of the Meat Processing Industry in Ontario, Canada. Journal of Geoscience and Environment Protection, Vol.4 No.4, 2016. https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=66462 Consultado el 08/25/2023.
- Kundu, Pradyut, Debsarkar, Anupam y Mukherjee, Somnath. Treatment of slaughterhouse wastewater in a sequencing batch reactor: performance evaluation and biodegradation kinetics. Biomed Res Int. 2013;2013:134872. DOI: 10.1155/2013/134872. Epub 2013 de agosto de 20. PMID: 24027751; PMCID: PMC3762084. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3762084/ Consultado el 25/08/2023.
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