Aunado al problema de la contaminación del suelo provocada por el hombre, están las afectaciones por causas naturales ocasionadas por el viento o por el agua que también contribuyen a la destrucción y deterioro ambiental.
En la siguiente tabla se mencionan algunos agentes (contaminantes) se variedad, su procedencia y sus posibilidades consecuencias en el suelo.
Tabla 1. Agentes contaminantes y consecuencias en el suelo.
| Agentes | Procedencia | Consecuencia |
| Basura no biodegradable | Doméstica e industrial | Muerte de la vida terrestre en el suelo que se encuentra contaminado. |
| Lixiviados | Descomposición de la basura | Ciclos biogeoquímicos alterados |
| Plaguicidas | En cultivos | Contaminación a mantos freáticos |
| Fertilizantes | Agrícolas | Provoca un desequilibrio generando la infertilidad |
| Sustancias radiactivas | Plantas nucleares | Interrupción de procesos biológicos |
| Derrame de petróleo | Industrial | Muerte de la flora y fauna. |
Ahora que pudiste observar los diferentes tipos de agentes, su procedencia y sus consecuencias debes retomar la palabra toxico, está proviene del griego toxon que significa punta de flecha, la cual se cargaba de veneno para matar al enemigo, por lo tanto, se puede decir que son sustancias nocivas y dañinas tanto para el ser humano como para toda vida sea animal o vegetal.
Para agregar significado a esta definición y basándose en el marco legal y nacional, el Reglamento para el Transporte Terrestre de Materiales y Residuos Peligrosos (1993), en su Capítulo I, clasifica a las sustancias peligrosas de acuerdo con sus características. Por otro lado, en su Artículo 7 se contempla que en la clase 6 se denominan a los tóxicos agudos conocidos como venenos y agentes infecciosos. En el Artículo 13 del mismo capítulo se menciona que la clase 6, tóxicos agudos (venenos) y agentes infecciosos son sustancias que se definen y dividen tomando en consideración su riesgo en:
6.1. tóxicos agudos (venenos). Son aquellas sustancias que pueden causar la muerte, lesiones graves o ser nocivas para la salud humana si se ingieren, inhalan o entran en contacto con la piel. Los gases tóxicos (venenos) se pueden incluir en la clase de “gases”
6.2. Agentes infecciosos. Son los que contienen microorganismos viables incluyendo bacterias, virus, parásitos, hongos o una combinación hibrida o mutante y provocan o se cree que pueden provocar enfermedades en el hombre o los animales.
Para ampliar este tema de toxicidad, Cortinas (2003) nos dice que existe toxicidad, toxicidad ambiental, aguda y crónica como lo destaca la NOM-052-SEMARNAT-2005.
Toxicidad.
La propiedad de una sustancia o mezcla de sustancias capaz de provocar efectos adversos en la salud o en los ecosistemas.
Toxicidad ambiental.
La característica de una sustancia o mezcla de sustancias que ocasiona un desequilibrio ecológico.
Toxicidad aguda.
El grado en el cual una sustancia o mezcla de sustancias puede provocar en un periodo corto o en una sola exposición daños o la muerte de un organismo.
Toxicidad crónica.
Es la propiedad de una sustancia o mezcla de sustancias que pueden causar efectos dañinos a largo plazo en los organismos, generalmente a partir de exposiciones continuas o repetidas y que son capaces de producir efectos cancerígenos, teratogénicos o mutagénicos.
| Sin embargo, es importante mencionar que la toxicidad se empieza a dar por la bioacumulación de ciertas substancias o metales en organismos. La bioacumulación se entiende como la acumulación de contaminantes en los organismos, la cual se puede determinar como el índice de bioacumulación y es conocido como IBA. Este expresa la relación entre la cantidad de un contaminante en un organismo vivo y la concentración de los contaminantes en el suelo. |
Al retomar el tema de contaminantes de acuerdo con varios autores como Prieto y colaboradores (2010), Ortiz, Sanz, Dorado y Villar (2006) existen diversos tipos que se van acumulando en los organismos ya sea en los tejidos, órganos, piel, etc., que al tener concentraciones elevadas pueden causar la muerte de los organismos. Por mencionar algunos ejemplos son el Cadmio, Mercurio, Compuestos aromáticos, entre otros, los cuales pueden difundirse por los espacios intersticiales (entre poro y poro) del suelo, contaminando inclusive las capas profundas del medio. Otro ejemplo de esto es el que menciona Prieto que dice que el Manganeso tiene mayor absorción que el Zinc en las plantas. A continuación, se muestra una figura donde se representan los grados de acumulación de estos contaminantes.
Ilustración 1. Índices de bioacumulación (IBA) de diversos elementos, traza en plantas verdes y hongos respecto a la concentración en los suelos.
En la figura se aprecia la acumulación de los diversos elementos químicos tanto para el caso de las plantas verdes (puntos llenos) como para los hongos (puntos sin llenar).
Otro factor que debes tomar en cuenta para determinar si el suelo es toxico, es conocer que un suelo natural debe tener ciertos valores de elementos, los cuales sirven de base para después compararlos y conocer si están contaminados o no, estableciendo los límites para el desarrollo agrícola, si es que se quiere utilizar este suelo para esos fines.
Los valores que debe contener un suelo natural no contaminado son: un pH entre 6.5 y 7.5 y materia orgánica 1.5%. Los demás elementos se mencionan en la siguiente tabla de valores y rangos de algunos elementos químicos.
Tabla 2. Valores y rangos de algunos elementos químicos en el suelo.
| Elemento | Suelo (rango – ppm) |
| S | 700 (30 – 900) |
| Cr | 100 (5 – 3000) |
| Co | 8 (1 – 40) |
| Ni | 40 (10 – 1000) |
| Cu | 20 (2 – 100) |
| Zn | 50 (10 – 300) |
| As | 6 (0.1 – 40) |
| Se | 0.2 (0.01 – 2) |
| Mo | 2 (0.2 – 5) |
| Cd | 0.06 (0.01 – 0.7) |
| Sn | 10 (2 – 200) |
| Cs | 50 |
| Hg | 0.03 (0.01 – 0.3) |
| Pb | 10 (2 – 200) |
| Fe | |
| Mn | |
| Zn | |
| N | 25 |
| P | En textura gruesa 60 En textura fina 40 |
Derivado de estos valores de elementos químicos, es importante considerar lo que se refiere al umbral que es el valor límite de cada elemento químico y una vez que se sobrepasa se empieza a acumular en el suelo provocando contaminación, por lo cual es importante que conozcas la proporción de los umbrales de concentraciones de metales en el suelo para que lo puedas considerar como contaminación. Puedes revisar esto en la siguiente tabla:
Tabla 3. Umbrales de concentración de metales que se consideran excesivos
| Umbrales de concentración de metales que se consideran excesivos | ||||
| Metal | 1 | 2 | 3 | 4 |
| Cr | 100 | 800 | 100 – 1000 | |
| Co | 20 | 300 | ---- | ----- |
| Ni | 50 | 500 | 30 – 300 | 75 |
| Cu | 50 | 500 | 50 – 1000 | 140 |
| Zn | 200 | 3000 | 150 – 3000 | 300 |
| As | 20 | 50 | ----- | ------ |
| Mo | 10 | 200 | ------ | ------ |
| Cd | 1 | 20 | 1 – 20 | 3 |
| Sn | 20 | 300 | ------ | ------ |
| Ba | 200 | 2000 | ------- | ------ |
| Mg | 0.5 | 10 | 1 – 16 | 1.5 |
| Pb | 50 | 600 | 50 – 750 | 300 |
Donde los números del 1 al 4 significan:
1. Nivel indicativo por encima del cual hay contaminación demostrable.
2. Superado este valor, el suelo ha de ser saneado.
3. Límite de concentración para poder añadir lodos (suelos de pH <7 y >7 respectivamente).
4. Máximo aceptable en suelos agrícolas.
3. 3. 1. Propiedades fisicoquímicas del suelo.
Ahora revisaras cuales son las características de este medio terrestre. El suelo es el soporte, es la combinación de diversos factores como gases, agua y sólidos, los cuales propician que se lleve a cabo la vida vegetal en este medio.
La proporción de los elementos que componen el suelo se puede determinar con base en que se mide, es decir las cuantifica y las cualifica; por lo tanto, se conoce como está conformado el suelos y las denominamos propiedades físicas y químicas del suelo, las cuales están relacionadas, así como las biológicas y minerales, cada una de estas propiedades tienen una función determinada.
Las propiedades físicas del suelo también llamadas mecánica del suelo, son: textura, color, humedad, aireación, densidad, temperatura y estructura. Cada una de estas propiedades se explicará a lo largo de este subtema de acuerdo con varios autores.
La textura es la proporción de partículas minerales presentes, estas son de diversos tamaños. En otras palabras, se refiere a la granulometría del suelo, cuya clasificación es la siguiente:
a) Fragmentos rocosos. Algunos ejemplos son la grava y las piedras, donde el diámetro es superior a 2mm.
b) Arena. Se clasifica en gruesa, fina y muy fina, donde los diámetros van desde los 0.05 hasta los 2mm y son de consistencia áspera al tacto.
c) Limo. De consistencia como talco al tacto, cuyos diámetros van desde 0.002 hasta 0.5mm, con la peculiaridad de retener el agua.
d) Arcilla. Tiene la particularidad de ser pegajosa. Su diámetro es inferior a los 0.002mm.
Una porción de suelo está constituida por diversos tamaños de partículas, es decir no existe un suelo totalmente homogéneo, por lo que se han homologado las combinaciones entre arena, limo y arcilla. Estas mezclas reciben el nombre de clases textuales, las cuales se ven reflejadas en el triángulo de la textura. A continuación, se especifican las 13 clases textuales:
Ilustración 2. Triángulo de textura.
Para la determinación de la textura del suelo según Brissio (2005), es importante considerar la velocidad de caída de las partículas dependiendo de la densidad, el tamaño, la viscosidad y la densidad del líquido. Este cálculo de la velocidad de partícula sigue un comportamiento llamado Ley de Stokes: la fuerza de fricción que experimentan los cuerpos de características esféricas moviéndose en el interior de un fluido viscoso.
La Ley de Stokes es permitida cuando las partículas tienen una forma esférica y son de tamaño pequeño, quedando de la siguiente manera.
Donde:
R = Es el radio de la esfera.
π = Es un número constante el cual para fines de redondeo es 3.1416
ղ = Es la viscosidad del fluido.
v = Velocidad.
En otro caso, si las partículas caen de manera vertical en un fluido viscoso, entonces la ecuación va a cambiar porque podemos determinar la velocidad de sedimentación, lo cual ocurre en el método de Bouyoucos. Por lo tanto, la ecuación se modifica quedando de la siguiente manera:
Donde:
r2 = Radio equivalente de la partícula
g = Aceleración de la gravedad.
= Densidad de las partículas.
= Densidad de fluido.
ղ = Viscosidad.
Vs = Velocidad de caída de la partícula.
Otra de las propiedades físicas del suelo es la estructura. En el suelo se presentan diversas estructuras de acuerdo con el acomodo de las partículas y se conocen como: la estructura esferoidal, laminar, prismática, blocosa y granular.
Ilustración 3. Laminar: se refiere a la forma de láminas, formándose agregados en dos direcciones.
Ilustración 4. Prismática: forma de prisma y los bloques se desarrollan en forma vertical.
Ilustración 5. Granular: la formación de granos, agregados no porosos de forma redondeada.
Ilustración 6. Esferoidal: donde la forma poliédrica con superficie no plana.
Ilustración 7. Blocosa: son agregados de diversas formas, donde los agregados se ajustan entre las caras, con superficies planas.
Uno de los parámetros físicos del suelo es también la consistencia. Está se clasifica en suelto, suave, duro y muy duro, y se refiere a la resistencia para deformarse o romperse. El uso es el de la labranza porque es el soporte que se utiliza para preparar la tierra en los cultivos, por eso se dice que es la resistencia, es decir es la última capa que puedes apreciar con los ojos.
Otro parámetro físico del suelo es la densidad. Se entiende como la relación que existe entre peso por volumen del suelo. Esto se refiere a la porosidad, por lo que si la densidad es alta el suelo es poco poroso y viceversa. Si una densidad es baja el suelo será poroso.
Otra relación que existe es con la materia orgánica, conocida por sus siglas (MO). En está relación a mayor contenido de MO más poroso y menos denso es el suelo. Existen dos tipos de densidad: la real, cuya cifra ordinaria es y es la de los elementos constitutivos sin aire, y la aparente, cuya cifra media es de
.
A continuación, revisaras otro parámetro físico del suelo: la humedad. El agua es fundamental para la vida ya que participa en diversas reacciones metabólicas celulares, es el disolvente universal y el que porta los nutrimentos desde el suelo hasta las plantas de manera interna, también permite que la materia orgánica se degrade fácilmente y sea biodegradable. Un factor importantes es que el contenido de agua es primordial ya que el exceso de agua provoca la lixiviación de las sales, así como de otros compuestos, por lo que el agua es un regulador de las actividades tanto químicas, físicas y microbiológicas en el suelo. Asimismo, en caso contrario, la falta de agua en el suelo provoca la sequía.
Otro parámetro físico del suelo que debes conocer es la aireación. Existe una relación en el contenido de aire con el abastecimiento de oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono en el suelo, un suelo anegado indica que está aireación es crítica.
La temperatura es otros parámetro físico del suelo que debes conocer ya que influye en procesos bióticos y químicos pues cada planta tiene requerimientos diferentes, encima de 5ºC es posible la germinación.
Y, por último, como parámetro físicos del suelo conocerás el color. Este parámetro depende del contenido de humedad, así como de los componentes del suelo. Por mencionar algunos ejemplos, la presencia de color rojo indica la presencia de óxidos de fierro y manganeso, el gris de cuarzo y el negro de materia orgánica.
A continuación, se revisarán las propiedades químicas en este medio. Los elementos químicos en el suelo están presentes en ambas fases del medio terrestre (fase sólida y fase líquida), donde la fase solida está compuesta por minerales y/o compuestos orgánicos y la fase líquida por cationes (carga positiva) y aniones (carga negativa).
Los elementos inorgánicos presentes en el suelo son: oxígeno y silicio. Estos conforman el 75% del total. También encontramos sodio, magnesio, potasio, calcio, hierro y aluminio que, una vez que forman compuestos, encontramos a las arcillas las cuales están constituidas por silicatos de aluminio hidratados . Otros compuestos inorgánicos son los óxido e hidróxidos, sulfato de calcio di-hidratado, conocido también como yeso, y el carbonato de calcio.
Una de las propiedades químicas es la acidez – alcalinidad. Está es importante para el desarrollo de la vida ya que es de vital importancia en el aprovechamiento de los nutrientes incluyendo a los microorganismos, pues un pH medio y alto se van a multiplicar está clase de seres y a un pH inferior a 5.5 la actividad de reproducción se ve disminuida. Está se determina en una solución líquida y expresa las condiciones acidas y básicas. Recordemos que dentro de la escala de 0 a 14 los valores inferiores de 7 son ácidos y mayores a 7 y hasta 14 son básicos. El 7 es neutro por lo que el suelo es sólido debemos apoyarnos ya sea en agua o en un determinado reactivo para la medición debido a que será en el sobrenadante.
De acuerdo con el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático, la clasificación del suelo por criterios de evaluación, basados en la norma NOM-021-RECNAT-2000, son los siguientes.
Tabla 4. Clasificación de valor de pH y categoría de suelo
| Categoría | Valor de pH |
| Fuertemente ácido | <5.0 |
| Moderadamente ácido | 5.0 a 6.5 |
| Neutro | 6.6 a 7.3 |
| Medianamente alcalino | A 8.5 |
| Fuertemente alcalino | >8.5 |
Otra de las propiedades químicas es la conductividad eléctrica. Está es la capacidad que tiene una solución en estado acuoso para conducir una corriente eléctrica. Está relacionada con los iones, por lo tanto, podemos decir que la conductividad eléctrica es la medición indirecta de la salinidad encontrada en el suelo. Las unidades que se utilizan son los mmhos/cm o en mSiemens/m estas unidades son la de conductividad eléctrica. Las dos se utilizan, sin embargo, la más utilizada hoy en día son los mSiemens/m. En el Sistema Internacional (SI), Ohm es la resistencia donde el reciproco es el Siemens (S), sin embargo, la NOM-021-SEMARNAT-2000, menciona que se debe expresar en dSiemens a 25ºC. Solo necesitas tus tablas de conversiones para hacer tus equivalencias, por ejemplo: .
Revisa la siguiente tabla en donde se establecen los rangos de conductividad y criterios en el suelo.
| Criterios en el suelo |
|
| No salino | 0 a 2.0 |
| Poco salino | 2.1 a 4.0 |
| Moderadamente salino | 4.1 a 8.0 |
| Muy salino | 8.1 a 16.0 |
| Extremadamente salino | > 16.0 |
El carbono orgánico total es otra de las propiedades químicas. Es conocido comúnmente como materia orgánica (MO) de acuerdo con Cano (2012). La MO tiene un papel importante en la mejora de los micronutrientes, principalmente en Fe, Mn, Zn, Cu, también es una propiedad esencial para conocer si el suelo es óptimo para los cultivos.
Existe una sustancia relacionada con la materia orgánica conocida como humus. Está proviene de las raíces, residuos de plantas y organismos vivientes o muertos y residuos de cosechas; está constituida por moléculas complejas en estado coloidal como proteínas, azucares, ácidos orgánicos, minerales, las cuales sé que se unen con los minerales arcillosos determinando la textura y estructura del suelo. Estos colides presentan carga negativa, los cuales absorben los catiónicos y los intercambia en todo momento de una forma reversible formándose el complejo absorbente.
La MO está muy ligada con las características biológicas ya que en ella están contenidos microorganismos responsables de ciclos bioquímicos.
Por último, otra propiedad química del suelo es la capacidad de intercambio catiónico. De acuerdo con Rodríguez y Rodríguez (2004) la capacidad de intercambio catiónico se representa por las siglas CIC y es la suma total de los cationes adsorbidos, los cuales están retenidos por fuerzas electrostáticas y que en un determinado caso pueden intercambiarse. Es así como los vegetales toman los nutrientes, estos iones que se intercambian son K, Ca, Mg, NH4, H, Cu, Fe, Zn, Fe2+, Fe3+ y Mn.
El valor obtenido que se consigue en el laboratorio se interpreta de la siguiente manera:
Suelos que presentan un valor de CIC , significa que este tipo de suelo es pobre para la vida de las plantas.
Suelos que tienen un valor de CIC de , son extremadamente arcillosos con problemas de permeabilidad.
Es importante mencionar que existen dos tipos de suelos: los ácidos y los alcalinos. En los suelos ácidos los iones que predominan son los y
; en cambio, en los suelos alcalinos prevalece el sodio. En suelo neutro, siendo así el ideal, prevalece el calcio.
3. 1. 2. Parámetros indicativos de contaminación y toxicidad en el suelo.
La valoración de los contaminantes en el suelo es esencial ya que nos dará el grado de afectación para así poder tomar una decisión de la técnica de purificación en el medio terrestre.
Es importante mencionar que el suelo es utilizado continuamente en diversas actividades, las cuales van afectándolo y deteriorándolo al grado de cambiar sus cualidades iniciales, entonces es necesario definir cuando se considera un suelo contaminado. Según Frers (2008), cuando se afectan tanto las propiedades físicas, químicas o biológicas de manera negativa por factores que dañan a este medio ya sea por hidrocarburos, metales pesados, fertilizantes, pesticidas, entre otros, se dañan los ecosistemas presentes, además de la fertilidad total o parcial del suelo.
También se tienen otros tipos de problemáticas derivadas del uso antrópico del suelo que son la desertificación, la compactación, la urbanización, la erosión y la falta de fertilidad que día con día va en aumento.
La desertificación o degradación de tierras áridas se produce, en parte, por el desarrollo de actividades agrícolas (pastoreo, cultivo excesivo y falta de riego). Según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) está problemática aflige a más de 250 millones de personas amenazando directamente a más de un millón que son quienes tienen como actividad económica principal el cuidado de las tierras destinadas a la ganadería y agricultura, afectando así a los países de economía emergente.
La compactación se refiere a que las moléculas presentes en el suelo estén más juntas, llevada a cabo por procesos de índole ingenieril, aumentando la resistencia y disminuyendo la deformación. Está técnica se aplica en la pavimentación, caminos, ferrocarriles, rellenos, etc. Por ejemplo: el relleno sanitario del bordo poniente.
La urbanización se debe principalmente al aumento de la población, a la demanda de servicios y de un lugar donde vivir. Va ganando terreno en tierras que antes se dedicaban a la agricultura, ganadería, entre otras actividades.
La erosión es un proceso natural que degrada el suelo y las rocas de la corteza terrestre, los factores que lo deterioran son diversos como la lluvia, el aire, los gases, la vida, la gravedad y la temperatura.
La infertilidad. El hecho de no dar la utilización apropiada al suelo hace que se deteriore, provocando así la infertilidad ya que es en el suelo donde se produce la MO gracias a la fotosíntesis y que a su vez sirve de alimento tanto al ser humano como a las plantas y a los animales. Sin embargo, para que todo lo anterior se dé, es necesario que el suelo tenga ciertas condiciones como lo vimos en el subtema anterior.
No hay comentarios.:
Publicar un comentario