Contaminación de suelos.

Autor: Adolfo Girón. Unidad de Química y Ambiente. Centro de Tecnología de los Materiales (CTM). FIIIDT. 

 

Introducción

La contaminación de los suelos es una amenaza latente y en pleno crecimiento, que atenta con la seguridad alimentaria, la salud humana y el medio ambiente en general, a nivel mundial. A diferencia de la contaminación del agua o del aire, que podemos evaluarla visualmente o percibirla, con la contaminación del suelo no ocurre lo mismo o no es tan fácil detectarla, en consecuencia, se convierte en un peligro oculto. Por otra parte, la FAO ha señalado que hasta ahora no se ha realizado una evaluación sistemática del estado de la contaminación del suelo a nivel mundial y los estudios realizados a nivel internacional, no reflejan el alcance total de la contaminación de suelos en el mundo. No obstante, señalan que estos datos nos ayudan a entender la clase de peligros que la contaminación plantea a los suelos. Conjuntamente, exponen la falta de información disponible y las diferencias en el registro de sitios contaminados en las distintas regiones geográficas.

“Una simple cucharada de suelo, puede contener millones de bacterias, miles de hongos, algas y protistas. El suelo provee el hábitat para lombrices de tierra, insectos, ácaros, ciempiés, nematodos, chinches y otros invertebrados, así como para mamíferos excavadores, anfibios y reptiles, entre otros. De hecho, debido a que el suelo está compuesto por componentes bióticos y abióticos que interactúan por vías complejas, el suelo mismo es considerado por definición un ecosistema”. En este sentido, podemos vislumbrar cuánto daño hacemos cuando contaminamos los suelos.

Antes de continuar con el tema de la contaminación de los suelos, es importante conocer que es el suelo y sus horizontes.

• El suelo y sus horizontes.

El suelo es la parte superficial de la litósfera y es el medio el crecimiento de las plantas, factor primordial que controla el destino de las aguas en los ambientes terrestres, el sistema de reciclaje de la naturaleza en el que residuos de vegetales y animales se descomponen y se transforman en sus elementos básicos y, como ya fue mencionado, es el hábitat de una diversidad vida animal, desde pequeños mamíferos a las innumerables formas de vida microbiana. El suelo resulta difícil de definir. Unas de las definiciones nos dice que está constituido por una mezcla de partículas minerales, materia orgánica, aire y una disolución acuosa que rodea las partículas edáficas. La formación del suelo es el resultado de una serie de procesos físicos, químicos y biológicos sobre el medio rocoso original.  La composición media del suelo, en porcentaje volumen 50 % de materia sólida, 20-30 % disolución acuosa y 20-30 % de aire edáfico. Sobre un hecho que sí podemos estar seguro: es que el suelo no sólo es un ambiente abiótico para las plantas, sino también se encuentra repleto de vida miles de millones de animales diminutos y no tan diminutos, bacterias y hongos. La interacción entre lo biótico y lo abiótico convierte el suelo en un sistema vivo.

La formación de los suelos comienza con la meteorización de las rocas y los minerales. La meteorización incluye tanto la destrucción mecánica de los materiales rocosos a partículas más pequeñas. La meteorización mecánica o física es producto de la interacción de diferentes fuerzas; como a la acción combinada del agua, el viento y la temperatura que actúan sobre la roca y los minerales que la desmenuza y producen partículas más pequeñas; al mismo tiempo, estas partículas sufren una transformación química y se descomponen mediante el proceso de meteorización química. La presencia de agua, el oxígeno, los ácidos que se producen por la presencia de las actividades orgánicas del suelo y la adicción permanente de materia orgánica (tejido muerto de plantas y animales) fomentan el proceso de meteorización química. Con el transcurso del tiempo, se producen modificaciones de la superficie hacia abajo, por tanto el suelo presenta una estructura secuencial, debido principalmente a la infiltración del agua y a la actividad orgánica que se desarrolla en el mismo. Estos cambios conducen a la formación de capas horizontales que presentan diferentes características físicas, químicas y biológicas. En conjunto, esta secuencia de capas forma el perfil del suelo.

La representación básica y general de un perfil de suelo consta de 4 horizontes: O, A, B y C (ver figura 1).

• Horizonte O (capa orgánica), predomina la materia orgánica procedente de organismos vivos. Está formada por hojas, ramas, musgos y líquenes.  Es la capa que produce una gran lixiviación de algunos de sus componentes.
• Horizonte A, es la capa inmediatamente inferior, se acumulan los compuestos de orgánicos de lixiviación (humus) procedente de la capa anterior.

El descenso de agua por esta capa también origina el transporte de minerales y partículas más finas del suelo, como la arcilla.

• Horizonte B, también denominado subsuelo. Tiene menor cantidad de materia orgánica que el horizonte A. En esta capa se acumulan los compuestos de lixiviación procedentes de la capa anterior y tiene lugar la oxidación de la materia orgánica, se encuentra presentes óxidos de Fe (III), arcillas, silicatos laminares y sales debido a la lixiviación.
• Horizonte C, es la capa más profunda y escasamente ocurre el proceso de lixiviación. Este aún no ha sufrido suficientes alteraciones de los procesos de formación de suelos, habitualmente conserva la mayor característica de la roca materna a partir de la cual se originó.  A medida que aumenta la profundidad, la concentración oxígeno presente tiende a disminuir (producto de la oxidación de la materia orgánica y formación de óxidos) y un aumento de la cantidad de dióxido de carbono. Debajo de este horizonte reposa el lecho de roca.

Los principales procesos físico-químicos que se llevan a cabo en el suelo son: adsorción, intercambio iónico, acido-base y oxidación-reducción. Igualmente, estos procesos están involucrados cuando ocurre la contaminación de los suelos. Además de los procesos físico-químicos, en los suelos también acontecen los procesos microbiológicos. Los microorganismos son considerados los componentes más importantes del suelo y componen la parte viva. La diversidad de microorganismos que se encuentran en una fracción de suelo cumple funciones determinantes en la transformación de los componentes orgánicos e inorgánicos que se le incorporan. La humificación de la materia orgánica es un proceso netamente microbiológico. Todos estos procesos que se llevan a cabo en los suelos le confieren ciertas características a los mismos, dependiendo de muchos factores como la composición, vegetación y clima, entre otros.

• ¿Qué entendemos por contaminación de suelos?

Mencionamos al comienzo de la nota técnica, que la contaminación del suelo es “un peligro oculto”. Ya que, con frecuencia no puede ser directamente evaluada o percibida visualmente. Ahora bien, que entendemos por contaminación de suelos. La FAO define contaminación del suelo: a la presencia en el suelo de un químico o una substancia fuera de lugar y/o presente en una concentración más alta de lo normal que tiene efectos adversos sobre cualquier organismo al que no están destinados. En otras palabras, un suelo contaminado es una porción de terreno, superficial o subterránea, cuya calidad ha sido alterado producto de un vertido (directo o indirecto) de residuos o productos peligrosos.

El legado que ha dejado la minería, el desarrollo industrial, las guerras y las actividades agrícolas son suelos contaminados a nivel mundial. Desde la expansión urbana, el suelo ha sido utilizado como vertedero de desechos sólidos y líquidos. Se consideraba que una vez enterrados y fuera de la vista, los contaminantes no representarían riesgo alguno para la salud humana o el medio ambiente y que de alguna forma desaparecerían. Lamentablemente, aún se mantiene esta creencia en algunos sectores de nuestra sociedad venezolana. La cantidad y multiplicidad de contaminantes está en constante incremento a causa de las actividades antrópicas (figura 2). Esta diversidad y la transformación en los suelos por la actividad biológica de los componentes orgánicos en diversos metabolitos, hacen que los estudios de suelos para identificar a los contaminantes sean complejos y costosos. Un problema es la dificultad para establecer la definición de “concentraciones normales”, por múltiples razones. Un ejemplo es el siguiente: es sencillo de establecer para sustancias que son hechas por el hombre concentraciones peligrosas. Pero para metales y metaloides es más complejo, los cuales pueden tener como origen la meteorización de rocas y minerales. En ese caso, es necesario tener en cuenta el material original, el clima y la tasa de meteorización antes de establecer los umbrales. Por esta y otras razones, es que realizar un estudio global sobre el estado actual de la contaminación del suelo y hacer comparaciones es extremadamente complejo. Sin embargo, éste es uno de los principales desafíos al hacer una evaluación regional o global de la contaminación del suelo.

La contaminación de los suelos produce los siguientes efectos perjudiciales:

• Contaminación de las aguas subterráneas a través de lixiviados.
• Contaminación de las aguas superficiales por las escorrentías.
• Contaminación del aire producto de evaporación, combustión, sublimación y arrastre por viento.
• Envenenamiento por contacto directo.
• Fuego y explosión.
• Afectación de la agricultura y ganadería, por suelos contaminados por fugas radiactivas.

• Fuentes de los contaminantes de los suelos.

Las fuentes de contaminantes de los suelos pueden ser de tipo: endógena y exógena.

Fuente endógena o geogénicas naturales: es un proceso de contaminación producidos por fenómenos naturales, por ejemplo: la erupción de volcanes activos. Estos fenómenos naturales producen desequilibrios en los constituyentes del suelo, provocando variaciones de una o algunas sustancias a concentraciones nocivas para los seres vivos. Ejemplos de este tipo de contaminación tenemos:

• Movilización de metales causa de procesos de acidificación de suelos.
• Disminución de manganeso II (Mn⁺²) por presencias de especies metálicas que catalizan su oxidación.
• Aumento de la concentración de sodio en el suelo, ocasionando salinización del mismo y que influyen en los cultivos.
• Contaminación por arsénico en unos de los problemas principales a nivel mundial. Las fuentes naturales incluyen las erupciones volcánicas y meteorización de roca con contenidos de este metal.
• Los suelos y rocas también son fuentes naturales del gas radiactivo Radón.

Diversos materiales parentales del suelo son fuente natural de algunos metales pesados y otros elementos como los radionúclidos (isótopos radioactivos) y sabemos que estos representan un riesgo para el medio ambiente y salud humana en concentraciones elevadas.

Fuente exógena: también llamada antrópica y es causada por las diferentes actividades del hombre. Si estas actividades son ejecutadas sin una buena gestión ambiental, producen un cambio negativo en las propiedades del suelo. Entre estas fuentes podemos mencionar:

• Uso del plástico.
• Actividades industriales.
• Explotación petrolera.
• Infraestructuras urbanas y transporte.
•  Generación y eliminación de aguas residuales domésticas e industrial.
• Generación y eliminación de desechos urbanos e industriales.
• Actividades agrícolas e industriales.
• Actividades militares y de guerra.

La contaminación del suelo, como se ha expuesto anteriormente, puede ser de actividades planeadas o intencionales, así como involuntarias. Ya sabemos que estas actividades, introducen contaminantes en el suelo. Igualmente, la contaminación indirecta del suelo puede llevarse a cabo por los procesos ambientales complejos a través del agua o deposición seca, entre otros. En consecuencia, la contaminación del suelo puede ser de origen puntual o difusa (figura 3).

Contaminación puntual: cuando las fuentes de contaminación son fácilmente identificadas o corroboradas y ocurren dentro de un área determinada en donde son liberados los contaminantes, entonces hablamos de este tipo de contaminación. Las actividades antrópicas son las principales de causas de esta forma de contaminación. Es muy común la contaminación puntual en las regiones pobladas o zonas urbanas.

Contaminación difusa: en este caso no existe una única fuente y no es fácilmente identificable; se propaga por áreas muy extensas y se acumula en el suelo. La contaminación difusa se presenta donde la emisión, transformación y dilución de contaminantes en otros medios ha ocurrido previamente a su transferencia en el suelo.

En este tipo de contaminación están involucrados los diferentes compartimentos agua-suelo-aire. Al estar involucrados estos tres sistemas, se torna complicado analizar e incluso puede ser difícil rastrear y delimitar la extensión espacial de la contaminación difusa. Además, muchos contaminantes provenientes de una contaminación puntual, pueden estar involucrados en una contaminación difusa. Ejemplos de contaminación difusa:

• Uso de energía y armas nucleares.
• Eliminación no controlada de desechos y efluentes liberados en cuencas.
• Transporte y deposición atmosférica.
• Erosión de suelos.

Los principales contaminantes o los más comunes (orgánicos e inorgánicos) son:

• Metales pesados y metaloides.
• Nitrógeno y fósforo.
• Plaguicidas.
• Hidrocarburos aromáticos y policíclicos.
• Compuestos orgánicos persistentes.
• Radionúclidos.
• Contaminantes emergentes (productos farmacéuticos, hormonas, etc.).

El hombre, como especie, tiene que dedicarle mucho empeño para proteger nuestro ecosistema suelo, mediante el uso de la ciencia y la concientización de las personas, en general. Pienso que la educación ambiental desde la escuela juega un papel primordial para generar una nueva sociedad en pro de la conservación ambiental. Además, la divulgación de las tecnologías para la protección y estudios de suelo deben estar a disposición de toda la comunidad científica, así ayudamos a preservar a las futuras generaciones este recurso.

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