¿Qué es un contaminante en el suelo y como se transporta?, ¿Cuáles son los tipos de contaminantes comunes en este medio?, ¿Qué efectos puede llegar a tener la contaminación por fitosanitarios y metales pesados?, son algunas de las preguntas que puedes revisar durante el desarrollo de esta temática. El objetivo de este tema es reconocer los factores que intervienen en el transporte de contaminantes y como son variables de acuerdo al tipo de contaminante.
Tambien se puede decir que la contaminación del suelo se debe a la presencia de sustancias ajenas a este medio. El transporte de contaminantes involucra un proceso desde que una sustancia ajena al suelo, es decir, un contaminante, es introducida a la matriz del suelo, la cual puede ser filtrada, descompuesta, neutralizada, inactivada o almacenada. Para entender esto, en primer lugar, se estudiarán los agentes contaminantes que son fuente de estas sustancias y, en segundo lugar, se analizaran los diferentes contaminantes fitosanitarios y contaminantes por metales pesados.
1. 3. 1. Agentes contaminantes
Un suelo se altera al grado de degradarse cuando sustancias contaminantes se acumulan en él. Existen dos tipos de contaminación: la natural y la generada por las actividades del hombre. Ejemplos de contaminación natural son el proceso de concentración y toxicidad que presentan algunos elementos metálicos conforme el suelo evoluciona, la alta concentración de ácidos orgánicos, y erupciones volcánicas que introducen al suelo metales pesados.
Sin embargo, la actividad del hombre es la que, por lo general, afecta de manera más agresiva a los suelos. Es por ello que en este primer tema se revisara la actividad y las sustancias que genera, para en seguida conocer la concentración de estas sustancias a partir de la cual se considera contaminante; y por último, se analizara la respuesta del suelo. Para lo anterior, se consideran algunos factores que van a aportan límites permisibles y medidas de mitigación, como técnicas de remediación de suelos, factores descritos a continuación:
Tabla 1. Factores que intervienen en la contaminación de un suelo.
| Vulnerabilidad | · Es el grado de sensibilidad del suelo ante la presencia de agentes contaminantes. |
| Capacidad de amortiguación | · Es la capacidad que tiene un suelo de funcionar como filtro. |
| Biodisponibilidad | · Es la asimilación del contaminante por los organismos, y que puede causar efectos negativos. |
| Movilidad | · Es la capacidad de regular la distribución de los contaminantes y su posible transporte hacia otros medios. |
| Persistencia | · Regula el periodo de actividad de los contaminantes y proporciona una medida de peligrosidad. |
| Carga critica | · Es la cantidad máxima de un determinado contaminante que puede ser aportado a un suelo sin que se produzcan efectos nocivos. |
Se ha registrado que desde las primeras actividades del hombre antiguo se generan contaminantes a los suelos, por ejemplo, el dominio del fuego y las sustancias que genera, las labores agrícolas y ganaderas, el descubrimiento del manejo de metales. Con el surgimiento de las primeras ciudades, pero, sobre todo, con la Revolución Industrial, estas actividades se concentraron en tiempo y espacio, incrementando de manera exponencial la contaminación de suelos. Los agentes contaminantes más comunes, sus fuentes y algunas características, son presentados en la siguiente tabla:
Tabla 2. Principales agentes y fuentes contaminantes para el suelo.
| Agente contaminante | Fuente contaminante |
| Fitosanitarios | Residuos domésticos, industriales y agrícolas. |
| Metales pesados | Minería, fundición y refinamiento hidrocarburos. |
| Agua salina | Riego agrícola. |
| Emisiones atmosféricas | Actividad industrial, quema de combustibles. |
| Hidrocarburos | Actividades de gas y petróleo. |
En este tema se estudiarán con mayor detalle a los metales pesados y los fitosanitarios. En cuanto a los otros factores, las emisiones atmosféricas generan lluvia acida que modifica el pH del suelo; por lo general lo acidifica, lo que provoca liberación de algunas sustancias toxicas de las estructuras cristalinas. En el caso del empleo de agua salina para riego, esto produce la acumulación de sales como sodio, potasio y magnesio, que tiene una acción dispersante sobre las arcillas, y de solubilización de la materia orgánica, por lo que provoca agregados menos estables, sellado del suelo y disminución de la conductividad hidráulica.
Los estudios realizados en un gran número de casos en todo el mundo indican que existen diversos procesos químicos en los suelos, procesos responsables de la degradación y transporte de contaminantes, entre los principales se pueden encontrar:
Procesos de precipitación-disolución. Ocurre cuando un sólido disuelto en una solución ya no puede ser aceptado. Se vuelve insoluble para cristalizarse y, por último, se precipita. En el suelo esto ocurre en gran medida con los metales pesados. En general, el proceso de precipitación de un metal pasado depende, en primer lugar, de las condiciones de oxidación-reducción; asi, para condiciones oxidantes, es un compuesto soluble, y en condiciones reductoras, es insoluble. En segundo lugar, depende del pH, ya que se forman compuestos solubles a pH ácidos y compuestos insolubles con pH alcalino. Y en tercer lugar, está sujeta a la velocidad de formación de minerales; esto es, una vez que se unen metales con otros minerales, la rapidez de formación de cristales minerales condiciona la rapidez de precipitación. Ejemplo:
· La precipitación del cadmio soluble en forma de CdCO3 debido a la presencia de carbonatos.
Procesos de sorción-desorción. Cuando una fase liquida llamada adsorbato, que suele ser agua, interactúa con una fase solida llamada adsorbente, que es un mineral y un contaminante, ocurren en tres etapas: adsorción, precipitación superficial y absorción. El desarrollo de este proceso depende principalmente de la mineralogía del suelo, en particular del área superficial, como se puede ver en la tabla:
Tabla 3. Área superficial de algunos minerales.
| Mineral | Área superficial (m2/g) |
| Caolinita | 7 – 30 |
| Ilita | 65 – 100 |
| Montmorillonita | 700 – 800 |
| Óxidos de manganeso | 30 – 300 |
| Goethita | 40 - 80 |
Entonces, entre menor tamaño de grano, igual a mayor superficie, y por tanto, mayor capacidad de adsorberse con un contaminante.
Procesos de complejación. Se refiere cuando se forman complejos, sobre todo de metales pesados, que incrementan tanto la solubilidad como la movilidad de estos en los suelos. Para la formación de complejos se requiere una molécula llamada ligando. Estos pueden ser inorgánicos y orgánicos; por ejemplo:
· Complejo orgánico de metilados con mercurio: metilmercurio, dimetilmercurio.
· Complejo inorgánico de cloruro con cadmio: CdCl2, CdCl3, CdCl4.
Proceso de volatilización. Es cuando una sustancia se libera a la atmosfera, en este caso, a partir del suelo, lo que generalmente ocurre, por ejemplo, con el nitrógeno sobrante por uso excesivo de fertilizantes. La reacción comienza cuando factores ambientales como temperatura, pH, humedad y actividad microbiana que genera urea, activan la hidrolisis que reduce el nitrógeno en forma de amoniaco (NH4) y lo libera a la atmosfera.
Bioasimilación. Se refiere a la acción llevada a cabo por los organismos presentes en el suelo que aprovechan algunas sustancias; está muy relacionado con otros procesos químicos como la oxidación, ya que de esta manera puede estar disponible como nutriente y ser asimilado por las raíces de las plantas. Tal es el caso del nitrógeno al ser introducido al suelo en forma de fertilizante (nitrato).
Estos procesos de acumulación, degradación y transporte de contaminantes en los suelos dependen del tipo de sustancia.
1. 3. 2. Contaminación por fitosanitarios.
Los fitosanitarios más comunes son plaguicidas y fertilizantes, los cuales se emplean en forma extensiva para mejorar la productividad de los cultivos. Los fertilizantes se utilizan para proporcionar nutrientes a las plantas que ya fueron agotados en el suelo, en tanto que los plaguicidas para eliminar plagas y organismos que dañan los cultivos. Estas sustancias se clasifican de acuerdo a diversos criterios; a continuación se presentan los principales.
Plaguicidas. Los plaguicidas son sustancias que se emplean para eliminar organismos que afectan cultivos, y se pueden clasificar por diferentes consideración:
Ilustración 1. Clasificación de plaguicidas.
En donde la DL50 se refiere a la dosis letal media, que corresponde a la cantidad de plaguicida capaz de causar la muerte al 50% de los individuos que constituyen un lote de ensayo.
De acuerdo a las propiedades químicas tanto del plaguicida como del suelo en donde se encuentran, se presentan diferentes procesos químicos que los acumulan, degradan o transportan; entre los más comunes se encuentran:
Procesos de acumulación: Adsorción.
La molécula de un plaguicida es retenida en el suelo debido a que forma una solución acuosa que es adsorbida por la fracción solida del suelo, por lo general por coloides orgánicos y arcillas. La adsorción de un plaguicida con un suelo ocurre debido a:
Tabla 4. Factores que condiciona la adsorción de un plaguicida en el suelo.
| Cambio iónico | · Cuando las moléculas de los plaguicidas tienen comportamiento catiónico pueden intercambiarse con los cationes inorgánicos que saturaban inicialmente arcilla o materia orgánica. |
| Enlace por puentes de hidrogeno o puentes de agua | · Ocurre cuando moléculas no iónicas polares de plaguicidas se adsorben a los minerales arcillosos y a la materia orgánica. |
| Cambio de ligando | · El plaguicida actúa de agente quelatante fuerte, desplazando los ligandos que estaban previamente en los complejos entre iones metálicos y el suelo. |
| Enlace por transferencia de carga | · Algunos plaguicidas son donadores de electrones, y sucede cuando existe un receptor de ellos como las quinonas presentes en la materia orgánica. |
| Fuerzas de Van der Waals | · Es cuando los plaguicidas actúan como compuestos orgánicos neutros de moléculas grandes y se ligan con partículas minerales pequeñas. |
| Interacciones hidrofóbicas | · Existe cuando se presentan plaguicidas no polares y disolventes orgánicos. |
Procesos fisicoquímicos de degradación.
Los principales procesos de degradación son fenómenos fisicoquímicos que facilitan la eliminación de plaguicidas en los suelos. Los principales se explican brevemente a continuación:
Tabla 5. Principales procesos fisicoquímicos de degradación en un plaguicida.
| Hidrolisis | · Este proceso está determinado por la reacción de un plaguicida con el agua con rotura de enlaces y es función del pH. |
| Deshalogenación | · Es común para plaguicidas organoclorados, y es una de las etapas de degradación del DDT. |
| Desalquilación | · Consiste en la eliminación de grupos alquilo. Este es un proceso que se da con frecuencia en derivados de la urea, en plaguicidas triazinicos y en derivados amidicos. |
| Hidroxilación | · Corresponde al ataque del grupo OH-, principalmente a grupos aromáticos. Es un proceso frecuente en plaguicidas organoclorados. |
| Condensación | · Este proceso tiene lugar entre compuestos diferentes y, en particular, entre un compuesto amínico y otro acido. |
| Oxidación | · Ocurre en los organofosforados al pasar el enlace P=S a P=O. Tambien se pueden formar epóxidos a partir de compuestos con doble enlace. |
| Reducción | · Los procesos de reducción se concentran en la conversión del grupo nitro. |
| Fotodescomposición | · Afecta especialmente a los grupos -OH, -SH, C=O, -Cl, -N=, asi como a dobles enlaces, sobre todo si están conjugados. |
Procesos microbiológicos de degradación.
De igual forma, pueden ocurrir fenómenos microbiológicos que eliminen contaminantes debido a la presencia de organismos en el suelo. Los tipos más relevantes son:
Tabla 6. Principales procesos microbiológicos de degradación en un plaguicida.
| Reacciones oxidativas | · Oxidación de sustancias xenobióticas que pasan de liposolubles a hidrosolubles. |
| Reacciones de reducción | · Reducción de grupos cetónicos y nitros a hidroxilos y aminas, respectivamente. |
| Reacciones de hidrolisis | · Hidrolisis de esteres aromáticos o alifáticos y amidas. |
Ahora bien, un parámetro muy importante que se debe considerar es la persistencia, que se define como el tiempo que permanece el plaguicida en el suelo, manteniendo su actividad biológica. Las consecuencias de la persistencia pueden ser muy importantes, dependiendo de la toxicidad del plaguicida y su disponibilidad. En la siguiente tabla puedes observar la persistencia de distintos grupos de plaguicidas en suelos:
Tabla 7. Persistencia de varios tipos de plaguicidas
| Clase | Acción | Persistencia | Proceso de degradación |
| Organoclorados | Insecticidas | 2 – 5 años | Deshidrohalogenación o epoxidación |
| Ureas | Herbicidas | 4 – 10 años | Desalquilación |
| Ácidos benzoicos | Herbicidas | 3 – 12 meses | Deshalogenación o descarboxilación |
| Amidas | Herbicidas | 2 – 10 meses | Desalquilación |
| Carbamatos | Herbicidas | 2 – 8 semanas | Hidrolisis de esteres |
| Ácidos alifáticos | Herbicidas | 3 – 10 semanas | Deshalogenación |
| Organofosforados | Insecticidas | 7 – 8 semanas | Hidrolisis de esteres |
Fertilizantes. Los fertilizantes son aplicados para subsanar deficiencias de nutrientes primarios (nitrógeno, fosforo y potasio), secundarios (calcio, magnesio y azufre) y micronutrientes. A continuación, se explica cada uno de ellos, a excepción de los últimos, por carecer de estudios que validen sus efectos tóxicos.
Nitrógeno. Es un nutriente esencial para el crecimiento de las plantas, ya que es un constituyente de las proteínas. Es absorbido por las raíces generalmente bajo las formas de NO3- (nitrato) y NH4+ (amonio). Los nitratos se absorben por microorganismos y plantas o se degradan por volatilización y lavado. El amonio se absorbe sobre las superficies de las arcillas. Los principales impactos de fertilizantes de nitrógeno en los suelos son:
· Aportación de otros nutrientes como: S, Mg, Ca, Na y B.
· Variación de la reacción del suelo (acidificación o alcalinización)
· Incremento de la actividad biológica del suelo con importantes efectos indirectos sobre la dinámica global de los nutrientes.
· Daños por salinidad y contaminación de acuíferos, causados por una dosificación muy alta.
· Daños causados por las impurezas y productos de descomposición.
El problema ambiental más importante relativo al nitrógeno es la acumulación de nitratos en el subsuelo que se lixivian e incorporan a las aguas subterráneas, o bien, ser arrastrados hacia los cauces y depósitos superficiales de agua. La lixiviación de nitratos hacia los acuíferos pueden provocar problemas de salud al consumir agua rica en nitratos, debido a su transformación en nitritos por participación de una bacterias existentes en el estómago y vejiga urinaria. A su vez, los nitritos se transforman en ciertos compuestos cancerígenos (nitrosaminas), que afectan al estómago e hígado. El proceso de lixiviación hacia el subsuelo se incrementa en la medida que el suelo sea permeable y más fina sea la textura; ademas, porque existen partículas cargadas negativamente que rechazan aniones y permiten el paso libre de nitratos. En el caso de suelos tropicales, que adquieren carga positiva y, por tanto, manifiestan una fuerte retención para los nitratos.
Fosforo. Es el segundo elemento en importancia para el crecimiento de las plantas. La falta de este elemento en el suelo puede impedir que otros sean absorbidos por las plantas. De acuerdo a Filippelli, desde el punto de vista químico, el fosforo puede encontrarse de forma orgánica, inorgánica, adsorbido y asimilable. El pH es el principal factor que condiciona la disponibilidad de fosforo para las plantas. Los principales impactos de fertilizantes de fosforo en los suelos son:
· Aportación de otros nutrientes: S, Ca, Mg, Mn.
· Aportación de sustancias que mejoran la estructura: cal y yeso.
· Variación del pH del suelo.
· Inmovilización de metales pesados.
Potasio. Este elemento se presenta en forma de sales solubles. En la litosfera tiene una concentración media de 1.58%. es un elemento muy adsorbido por los minerales arcillosos. Según la disponibilidad del potasio en el suelo, puede ser clasificado en asimilable o no asimilable por la arcilla. Los principales impactos de fertilizantes de potasio en los suelos son:
· Impureza en forma de aniones.
· Impureza en forma de cationes.
· Efecto salinizante, producido por las impurezas de los abonos potásicos, fundamentalmente los cloruros.
Nutrientes secundarios. Son aquellos elementos nutritivos que las plantas necesitan absorber en gran cantidad, y que normalmente abundan en todos los suelos. A este grupo pertenece el Ca, Mg, y S, cuyos efectos por su exceso en el suelo se muestran a continuación:
· El magnesio se debe evitar aplicar en grandes cantidades de MgCl2 a las plantas sensibles al cloro.
· El calcio se utiliza para mejorar la estructura del suelo, más que como fertilizante y para elevar el pH.
· El azufre es toxico en forma de SO2 sobre las plantas y tiene efecto acidificante.
En seguida se presentan los principales metales pesados que generan contaminación en los suelos. Estos comúnmente tienen como fuente de origen la industria, a diferencia de los fitosanitarios, que es la actividad agrícola. Los daños ocurridos a suelos por actividad fitosanitaria pueden llegar a repercutir en otros medios como el agua y la atmosfera. Recuerda que, como parte de la actividad que desempeñaras como tecnólogo(a) ambiental, se encuentra la utilización de medidas de prevención y remediación del ambiente. El manejo y conocimiento de estos contaminantes, y saber cómo interactúan con los suelos, te permitirá aplicar metodologías adecuadas para su remediación.
1. 3. 3. Contaminación por metales pesados
En el suelo existen metales pesados, que son aquellos que tienen una densidad superior a 5 gr/cm3, sin considerar a los metales alcalinos y alcalinotérreos. Su presencia en la corteza terrestre es inferior al 0.1%. Dentro de los metales pesados hay dos grupos: los micronutrientes y los metales pesados sin función biológica conocida. Estos últimos son altamente tóxicos y presentan la propiedad de acumularse en los organismos. Son principalmente: Cd, Hg, Pb, Cu, Ni, Sb, Bi; y su presencia en el suelo puede ser de forma natural o inducida por el hombre.
En el caso de la presencia de metales pesados en forma natural, esta resulta de la etapa de degradación química de la roca madre, por ejemplo, el níquel que aparece en concentraciones toxicas en suelos derivados de rocas ultra básicas, o la actividad volcánica que emite metales pesados tales como: As, Hg, Se, entre otros. Para el caso de la forma inducida por el hombre, se han detectado que las principales actividades que incrementan la concentración y transporte de metales pesados en los suelos son:
1. Productos químicos agrícolas y lodos residuales.
2. Actividades de minería y fundición.
3. Generación de electricidad.
4. Otras actividades industriales.
5. Residuos domésticos.
De acuerdo al estudio de Galán y Romero, se observa que las concentraciones toxicas de metales pesados se deben, principalmente, a la actividad humana, sobre todo a los aportes de agua residual industrial, de actividades mineras, de la aplicación de plaguicidas. En la figura que se muestra enseguida observa un resumen de la concentración de metales pesados por actividad humana.
Ilustración 2. Concentración de metales pesados por actividad humana.
Asimismo, basado en los estudios de Galán y Romero y de Dorronsoro, en un balance a finales de la década de los años 80, se estimó que la cantidad anual de vertidos de metales en suelos ascendía a unos cinco mil billones de kilogramos. El 74% de esta cantidad corresponde a las cenizas procedentes de la combustión de carburantes, principalmente carbón. Observa lo anterior en la siguiente tabla.
Tabla 8. Contribución de metales pesados en suelos por fuente.
| Fuente | Contribución (%) |
| Cenizas de combustión | 74 |
| Desechos urbanos | 9 |
| Turba | 6 |
| Residuos metalurgia | 6 |
| Residuos materia orgánica | 3 |
| Fertilizantes | 2 |
Los autores anteriores tambien estudiaron que los elementos que han experimentado mayores incrementos en su producción en los últimos años son: Al, Ni, Cr, Cd y Vn, como se muestra en la siguiente tabla.
Tabla 9. Cambios en la producción primaria de algunos metales.
| Producciones | Emisiones en suelo | ||||
| Metal | 1930 | 1950 | 1980 | 1985 | 1980/90 |
| Al | 120 | 1,500 | 15,395 | 13,690 | --- |
| Cd | 1 | 6 | 15 | 19 | 22 |
| Cr | 560 | 2,270 | 11,245 | 9,940 | 896 |
| Cu | 1,611 | 2,650 | 7,660 | 8,114 | 954 |
| Fe | 80,180 | 189,000 | 714,490 | 715,440 | --- |
| Pb | 1,696 | 1,670 | 3,096 | 3,077 | 796 |
| Mn | 3,491 | 5,800 | 26,720 | --- | 1,670 |
| Hg | 4 | 5 | 7 | 7 | 8 |
| Ni | 22 | 144 | 759 | 778 | 325 |
| Sn | 179 | 172 | 251 | 194 | --- |
| V | --- | 1.8 | 35 | 134 | 132 |
| Zn | 1,394 | 1,970 | 5,229 | 6,024 | 1,372 |
Como pudiste apreciar, entre más incremento de producción de metales, los riesgos producidos por los metales pesados en los suelos son la toxicidad y el carácter acumulativo de cada elemento, destacando aquellos metales que presenten un índice de bioacumulación elevado (>1). La bioacumulación se refiere a la acumulación de contaminantes en los organismos, y se índice se expresa por la relación entre la cantidad de un contaminante en el organismo y la concentración de ese contaminante en el suelo. En la siguiente figura se muestra el índice y una escala de acumulación por metal.
Ilustración 3. Índices de bioacumulación respecto a diferentes metales pesados.
Tambien es importante mencionar que un suelo reacciona ante la presencia de metales pesados en función de sus propiedades físicas y fisicoquímicas, como las que a continuación se muestran:
· pH. La mayoría de los metales tienden a estar más disponibles a pH acido, excepto As, Mo, Se, Cr, los cuales tienden a estar más disponibles a pH alcalino.
· Textura. La arcilla tiende a adsorber a los metales pesados, que quedan retenidos en sus posiciones de cambio. Por el contrario, los suelos arenosos carecen de capacidad de fijación de los metales pesados, los cuales pasan rápidamente al subsuelo y pueden contaminar los niveles freáticos.
· Estructura. Favorece la entrada e infiltración de la contaminación de metales pesados en el suelo.
· Mineralogía de las arcillas. La capacidad de cambio de cationes es mínima para los minerales del grupo de la caolinita, baja para las micas, alta para las esmectitas y máxima para las vermiculitas.
· Materia orgánica. Reacciona con los metales formando complejos de cambio y quelatos. Los metales, una vez que forman quelatos o complejos, pueden migrar con mayor facilidad a lo largo del perfil.
· Capacidad de cambio. En función del contenido de arcilla y materia orgánica fundamentalmente. En general, cuanto mayor sea la capacidad de intercambio catiónico, mayor será la capacidad del suelo de fijar metales.
· Condiciones redox. El potencial de oxidación-reducción es responsable de que el metal se encuentre en estado oxidado o reducido.
· Óxidos e hidróxidos de Fe y Mn. Tienen la capacidad de retención de los metales pesados. Los suelos con altos contenidos de Fe y Mn tienen la capacidad de absorber metales divalentes, especialmente Cu, Pb y, en menor extensión, Zn, Co, Cr, Mo y Ni.
· Carbonatos. La presencia de carbonatos garantiza el mantenimiento de altos valores de pH. El cadmio y otros metales presentan una marcada tendencia a quedar adsorbidos por los carbonatos.
· Salinidad. El aumento en salinidad puede incrementar el transporte de metales pesados por dos mecanismos. Primeramente, los cationes asociados con las sales (Na, K) pueden reemplazar a metales pesados en lugares de adsorción. En segundo lugar, los aniones cloruro pueden formar complejos solubles estables con metales pesados tales como Cd, Zn y Hg. Ademas, tienden a dar suelos de pH básicos.
Por lo anterior, los metales pesados siguen diferentes procesos fisicoquímicos que condicionan su degradación o transporte en un suelo; de esto último se han identificado algunos mecanismos de retención, acumulación y transporte:
1. Retenidos en el suelo, ya sea disueltos en la solución del suelo, o bien, fijados por procesos de adsorción, complejación y precipitación.
2. Absorbidos por las plantas e incorporarse a las cadenas tróficas.
3. Pasar a la atmosfera por volatilización.
4. Movilizarse a las aguas superficiales o subterráneas.
En metales pesados se habla de movilidad cuando se hace referencia al transporte de ellos en suelo. Se considera que la movilidad de los metales pesados es muy baja y es más posible que se acumulen en el primer horizonte, siendo lixiviados a los horizontes subsuperficiales en muy pequeñas cantidades en función principalmente del pH. En la siguiente tabla se puede observar la movilidad de los metales pesados en función del pH.
| Movilidad | Oxidante | Acido | Neutro y alcalino | Reductor |
| Alta | Zn | Zn, Cu, Co, Ni, Hg, Ag, Au | ||
| Media | Cu, Co, Ni, Hg, Ag, Au, Cd | Cd | Cd | |
| Baja | Pb | Pb | Pb | |
| Muy baja | Fe, Mn, Al, Sn, Pt, Cr, Zr | Al, Sn, Pt, Cr | Al, Sn, Cr, Zn, Cu, Co, Ni, Hg, Ag, Au | Zn, Cu, Co, Ni, Hg, Ag, Au, Cd, Pb |
Se ha mencionado que la combustión de carbón es la principal fuente de metales pesados que luego se encuentran en los suelos. Punto y aparte es la actividad minera, que es muy importante en México, lo cual a continuación se explica brevemente el mecanismo de contaminación de suelos por productos mineros.
Los recursos mineros se extraen por explotación superficial y subterránea. Las actividades mineras provocan fuertes impactos ambientales, con destrucción de los suelos naturales y creación de nuevos suelos llamados antrosoles, que presentan fuertes limitaciones físicas, químicas y biológicas que dificultan la reinstalación de vegetación. Se ha estudiado que, después de una explotación minera, los suelos presentan impactos negativos que, basados en el estudio de Gutiérrez y Moreno, se mencionan a continuación:
· Clase textural desequilibrada. Las operaciones mineras generalmente producen una selección en el tamaño de las partículas, quedando materiales de un solo tamaño. Frecuentemente abundan los materiales gruesos, a veces sin apenas fracción menor de 2mm.
· Ausencia o baja presencia de estructura edáfica. Se debe a la escasez de componentes coloidales, especialmente de los orgánicos. Dada la carencia de materiales coloidales y la ausencia de actividad biológica, las partículas quedan sueltas o forman paquetes masivos o estratificados.
· Propiedades químicas muy anómalas. Los suelos de mina son medios que pueden presentar situaciones extremas en los principales parámetros químicos. En general, se trata de sistemas que han sufrido una oxidación intensa y acelerada, lo que lleva consigo una abundante liberación de H+ que provoca el descenso del pH del suelo (<3).
· Acidez. Ataca a los minerales y aparecen especies iónicas características de estos ambientes que son altamente toxicas para los organismos acuáticos o terrestres, lo que provoca que el suelo no sea apto para el desarrollo de los organismos.
· Escasez en el contenido de los nutrientes fundamentales. Dado que la actividad biológica está fuertemente reducida, se presentan fuertes carencias de los principales nutrientes.
· Ruptura de los ciclos biogeoquímicos. Debido a que en los procesos mineros se suelen eliminar los horizontes superficiales, que son precisamente los biológicamente activos.
· Baja profundidad efectiva. El posible suelo tiene un espesor muy limitado.
· Dificultad de enraizamiento. Como consecuencia de la extrema delgadez del suelo las raíces solo pueden desarrollarse en la fina capa superficial.
· Baja capacidad de cambio. Producida por la ausencia de materia orgánica evolucionada y la escasez de fracción arcilla.
· Baja retención de agua. Debido a las ausencias de los materiales dotados de propiedades coloidales citados en el punto anterior, y tambien por efecto de la ausencia de estructura.
· Presencia de compuestos tóxicos. Estos impiden, o cuando menos dificultan, la rápida colonización de los sitios en donde fue explotado el suelo.
Resumiendo, las actividades mineras causan intensas modificaciones en los suelos que conllevan frecuentemente a su total destrucción, dejando a los suelos con una limitaciones tan severas que generalmente se han de tomar medidas correctoras para recuperar, por lo menos en parte, la capacidad productiva.
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