CONTAMINACIÓN Y TRATAMIENTO DE SUELOS
CONTAMINACIÓN DEL SUELO El suelo es un medio receptivo por excelencia, puesto que interacciona con la litósfera, la hidrósfera y la atmósfera y recibe el impacto de los seres vivos Afectando el equilibrio físico, químico y biológico del suelo Llevando a iniciar la asimilación de ciertos contaminantes (autodepuración) del suelo, en sus horizont más contaminados
La mayoría de los suelos presentan una elevada capacidad de depuración.
Un suelo contaminado es aquel que ha superado su capacidad de amortiguación para una o varias sustancias
Esta capacidad de depuración tiene un límite diferente para cada situación y para cada suelo
Cuando se alcanza ese límite el suelo deja de ser eficaz e incluso puede funcionar como una "fuente" de sustancias peligrosas para los organismos que viven en él .
pasa de actuar como un sistema protector a ser causa de problemas para el agua, la atmósfera, y los organismos.
El grado de vulnerabilidad de un suelo frente a la contaminación depende de:
La intensidad de afectación.
La Vulnerabilidad Representa el grado de sensibilidad (o debilidad) del suelo frente a la agresión de los agentes contaminantes.
del tiempo que debe transcurrir para que los efectos indeseables se manifiesten en las propiedades físicas y químicas de un suelo.
la velocidad con que se producen los cambios secuenciales en las propiedades de los suelos en respuesta al impacto de los contaminantes.
En este sistema juegan un papel especialmente importante las arcillas, debido a sus propiedades de adsorción. Recordemos que la capacidad de captación iónica varía de una arcilla a otra y se relaciona directamente con las características estructurales de éstas
causan un aumento en el espacio interlaminar (“hinchamiento ” de la arcilla).
las arcillas esmectíticas actúan como depuradoras naturales de los suelos.
CARGA CRÍTICA
De un suelo, como la cantidad máxima de un determinado componente que puede ser incorporado a un suelo sin que se produzcan efectos nocivos.
GEODISPONIBILIDAD Al llevar a cabo la explotación minera de un yacimiento, se ponen a disposición del medio geológico unos elementos que antes no lo estaban, o lo estaban de forma mucho más limitada.
BIODISPONIBILIDAD El grado por el cual un contaminante en una fuente potencial, está disponible para ser tomado por un organismo”. Por ejemplo, muchas plantas tienen la capacidad de absorber determinadas concentraciones de elementos pesados.
CAPACIDAD DE AUTODEPURACIÓN Y LAS PROPIEDADES DEL SUELO El suelo puede considerarse como un sistema depurador porque es capaz de degradar , inactivar o inmovilizar los contaminantes. Esta beneficiosa acción se puede ejercer por varios mecanismos:
NEUTRALIZACIÓN Una reacción ácidobase o reacción de neutralización es una reacción química que ocurre entre un ácido y una base produciendo una sal y agua.
DEGRADACIÓN BIÓTICA O ABIÓTICA Degradación Biótica La acción erosiva de los vegetales La acción de los animales : La acción del ser humano
Degradación Abiótica
ADSORCIÓN Es un proceso por el cual átomos, iones o moléculas son atrapados o retenidos en la superficie de un material en contraposición a la absorción, que es un fenómeno de volumen. Es decir es un proceso en el cual un contaminante soluble (adsorbato) es eliminado del agua por contacto con una superficie sólida (adsorbente).
Los tipos de adsorción según la atracción entre soluto y adsorbente:
Adsorción por intercambio: Adsorción física: Se debe a las fuerzas de Van der Waals.
Ocurre cuando los iones de la sustancia se concentran en una superficie como resultado de la atracción electrostática en los lugares ados de la superficie
Adsorción química: Ocurre cuando el adsorbato forma enlaces fuertes en los centros activos del adsorbente.
Por ejemplo, la adsorción de plomo (metal pesado altamente tóxico) por parte de la goethita
CONPLEJACIÓN Las reacciones más simples de complejación son la combinación de un metal y un ligando. El ligando puede ser una molécula orgánica, como un aminoácido.
Me+ + HxL « MeLHx-1 + H+ Los ligandos orgánicos, algunos confieren una alta toxicidad a los metales pesados correspondientes: por ejemplo, los complejos metilados del mercurio (metilmercurio, dimetilmercurio).
Los ligandos inorgánicos, el cloruro es uno de los formadores de complejos más eficaces en la solubilidad de metales pesados. Los complejos metal-cloruros son generalmente menos tóxicos y más móviles. Ejm: CdCl3-
EJEMPLO: Materia orgánica.- En procesos de complejación las reacciones de oxidación que consumen protones y son catalizadas por microorganismos son un mecanismo de amortiguación.
INSOLUBILIZACIÓN/PRECIPITACIÓN La naturaleza de tales compuestos insolubles dependerá de la composición del suelo, de la composición del contaminante, y otra parte, de las condiciones físicoquímicas bajo las que se produce el fenómeno. Básicamente es la adición de sustancias que alteran el producto de solubilidad produciendo la insolubilización (precipitación en función del pH). En general y en términos medioambientales, se deben considerar técnicas de concentración, ya que los contaminantes normalmente no se destruyen, sino, que se modifica su estado físico lo que implica su insolubilización.
ejemplos: el cadmio soluble precipita en forma de CdCO3 en presencia de carbonatos en el suelo.
cambios climáticos también van a repercutir en la capacidad de almacenaje de los suelos.
La BQT depende de tres grandes factores: vulnerabilidad del suelo, entrada de compuestos químicos, uso del suelo.
El concepto BQT implica una rápida liberación de productos químicos almacenados durante un tiempo; el impacto medioambiental que se produce está relacionado con la cantidad y tipo de productos químicos liberados.
La Comunidad Europea ha financiado el proyecto "Vulnerabilidad de los suelos de Europa" en el que se realiza una cartografía a escala 1:5.000.000, entendiendo por vulnerabilidad el riesgo a decaer en sus funciones
UN CASO PRÁCTICO DE BOMBA QUÍMICA DEL TIEMPO. EL LAGO DE "BIG MOOSE“ El lago de Big Moose se localiza en el estado de Nueva York, que recibe un elevado nivel de deposición ácida. Como vemos en la siguiente figura, existen datos del pH del agua del lago desde 1760 de las emisiones de S02 recibidas, así como la extinción de peces en el mismo.
El suelo posee una capacidad de autodepuración, en sus horizontes más contaminados, que le permite asimilar una cierta cantidad de contaminantes.
El poder de amortiguación de un suelo representa la capacidad que tiene un suelo de inactivar los efectos negativos de los contaminantes. Esta beneficiosa acción se puede ejercer por varios mecanismos: neutralización, degradación biótica o abiótica, adsorción, complejación e insolubilización.
La capacidad depuradora depende de determinadas características de los horizontes superficiales tales como: la actividad microbiológica, la capacidad filtrante y la materia orgánica.
Las propiedades del suelo que influyen en los mecanismos de autodepuración son: textura, estructura, porosidad, permeabilidad, capacidad de cambio iónico, salinidad, PH, gases del suelo, etc.