El suelo

Para iniciar el estudio sobre la contaminación del suelo es preciso entender en un inicio de que está conformado; es decir, sus elementos esenciales. Al hablar de este tipo de elementos nos referimos a aquellos que necesitan de la vegetación para vivir. Algunos de manera notable (macro), otros en cantidades medias (medio) y finalmente otros en cantidades pequeñas (micro). Aunque finalmente todos son indispensables en su conformación. Es la presencia de compuestos químicos hechos por el hombre u otra alteración al ambiente natural del mismo.
Esta contaminación generalmente aparece al producirse una ruptura de tanques de almacenamiento subterráneo, aplicación de pesticidas, filtraciones de rellenos sanitarios o de acumulación directa de productos industriales. Los químicos más comunes incluyen hidrocarburos de petróleo, solventes, pesticidas y otros metales pesados. La ocurrencia de este fenómeno esta estrechamente relacionada con el grado de industrialización e intensidad del uso de químicos. En lo concerniente a la contaminación de suelos su riesgo es primariamente de salud, de forma directa y al entrar en contacto con fuentes de agua potable. La de limitación de las zonas contaminadas y la resultante limpieza de esta son tareas que consumen mucho tiempo y dinero, requiriendo extensas habilidades de geología, hidrografía, química y modelos a computadora.

Conformación del suelo
Para iniciar el estudio sobre la contaminación del suelo es preciso entender primero de qué está conformado; es decir, sus elementos esenciales. Al hablar de este tipo de elementos nos referimos a aquellos que necesitan de la vegetación para vivir. Algunos de manera notable (macro), otros en cantidades medias (medio) y finalmente otros en cantidades pequeñas (micro). Aunque finalmente todos son indispensables en su conformación.
En la siguiente tabla se citan los elementos esenciales del suelo:


MACROELEMENTOS
MEDIOELEMENTOS
MICROELEMENTOS
MICROELEMENTOS ESPECIALES
N (nitrógeno)
Ca (calcio)
Fe (fierro)
Na (sodio)
P (fósforo)
S (azufre)
Mn (manganeso)
Cl (cloro)
K (potasio)
Mg (magnesio)
Zn (zinc)
Si (silicio)

Cu (cobre)
Co (cobalto)


B (boro)
Se (selenio)


El suelo proviene de la roca madre que está compuesta por diversos minerales a distintas proporciones. Los elementos que conforma el suelo pueden encontrarse en diferentes formas, que dependen de muchos factores como el clima, el agua y la presión, entre otros, que influyen determinantemente en todo lo que ocurre con los elementos que componen el suelo, y principalmente en su dinámica. En climas húmedos donde existen fuertes precipitaciones que dominan a la evaporación, existe una lixiviación o lavado de minerales desde la superficie hacia el interior del suelo. Esto hace que en esa superficie los coloides y las bases disminuyan. La vegetación ejerce una acción contraria; es decir, extrae del interior los elementos que necesita y los lleva a la superficie.
En el caso de climas secos el proceso es inverso al anterior. La dinámica del agua en el suelo en este caso es hacia arriba, arrastrando los materiales solubles a la superficie.
Un aspecto que afecta al suelo y lo contamina es la acumulación de elementos en un espacio dado. Este efecto se puede dar de dos formas: por procesos naturales y otro provocado por la acción del hombre. En el primer caso, por una parte los elementos son transportados por el agua y en lugares de clima seco el agua del suelo asciende y se puede acumular cal o material salino en la superficie. Por otra, se pueden depositar óxidos de hierro, arcillas o humus en profundidad. En las zonas con clima húmedo ya señalamos que el lavado arrastra bases y existe tendencia a la acidificación del suelo, por lo que es posible que existan acumulaciones de ciertos elementos, sobre todo de microelementos. Las acumulaciones de elementos son más lentas para los macroelementos y más rápidas para los microelementos por ser el margen mucho menor. (Seoánez, 1998).



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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 que, de manera directa o indirecta, pueden romper el equilibrio químico establecido en su seno. Es importante notar que el suelo posee una capacidad de auto-depuración, en sus horizontes más contaminados, que le permite asimilar una cierta cantidad de contaminantes.

Dos tipos de contaminación: natural y antrópica
Un suelo se puede degradar al acumularse en él sustancias a unos niveles tales que repercuten negativamente en el comportamiento de éste. Las sustancias, a esos niveles de concentración, se vuelven tóxicas para los organismos del suelo. Se trata pues de una degradación química que provoca la pérdida parcial o total de la productividad del suelo. Hemos de distinguir entre contaminación natural o endógena y contaminación antrópica o exógena. Un ejemplo de contaminación natural es el proceso de concentración y toxicidad que muestran determinados elementos metálicos, presentes en los minerales originales de algunas rocas a medida que el suelo evoluciona. Obviamente a medida que avanza el proceso de concentración residual de los metales pesados se produce el paso de estos elementos desde los minerales primarios; es decir, desde formas no asimilables, a especies de mayor actividad e influencia sobre los vegetales y el entorno.
Otro ejemplo de aparición natural de una anomalía de concentración de una forma tóxica se produce en la evolución acidificante de los suelos por la acción conjunta de la hidrólisis.
Los fenómenos naturales pueden ser causas de importantes contaminaciones en el suelo. Así es bien conocido el hecho de que un solo volcán activo puede aportar mayores cantidades de sustancias externas y contaminantes, como cenizas, metales pesados, que varias centrales térmicas de carbón.
Pero las causas más frecuentes de contaminación son debidas a la actuación antrópica (del hombre), que al desarrollarse sin la necesaria planificación producen un cambio negativo de las propiedades del suelo.
En los estudios de contaminación, no basta con detectar la presencia de contaminantes sino que se han de definir los máximos niveles admisibles y además se han de analizar posibles factores que puedan influir en la respuesta del suelo a los agentes contaminantes, como son: vulnerabilidad, poder de amortiguación, movilidad, biodisponibilidad, persistencia y carga crítica, que pueden modificar los denominados "umbrales generales de la toxicidad" para la estimación de los impactos potenciales y la planificación de las actividades permitidas y prohibidas en cada tipo de medio.

Vulnerabilidad: Representa el grado de sensibilidad (o debilidad) del suelo frente a la agresión de los agentes contaminantes. Este concepto está relacionado con la capacidad de amortiguación. A mayor capacidad de amortiguación, menor vulnerabilidad. El grado de vulnerabilidad de un suelo frente a la contaminación depende de la intensidad de afectación, del tiempo que debe transcurrir para que los efectos indeseables se manifiesten en las propiedades físicas y químicas de un suelo y de la velocidad con que se producen los cambios secuenciales en las propiedades de los suelos en respuesta al impacto de los contaminantes.

Poder de amortiguación: El conjunto de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo lo hacen un sistema clave, especialmente importante en los ciclos biogeoquímicos superficiales, en los que actúa como un reactor complejo, capaz de realizar funciones de filtración, descomposición, neutralización, inactivación, almacenamiento, etc. Por todo ello el suelo actúa como barrera protectora de otros medios más sensibles, como los hidrológicos y los biológicos.

• Por biodisponibilidad se entiende la asimilación del contaminante por los organismos, y en consecuencia la posibilidad de causar algún efecto, negativo o positivo.

• La movilidad regulará la distribución del contaminante y por tanto su posible transporte a otros sistemas.

• La persistencia regulará el periodo de actividad de la sustancia y por tanto es otra medida de su peligrosidad.

Carga crítica. Representa la cantidad máxima de un determinado componente que puede ser aportado a un suelo sin que se produzcan efectos nocivos.




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Desarrollo histórico
Las primeras manifestaciones de contaminación antrópica pudieron causar efectos similares a los de otras causas naturales. Así, en las primeras culturas sin duda el fuego, que fue un elemento clave para el desarrollo de las mismas, permitió modificar la organización espacial del suelo. En un incendio forestal se producen un gran número de sustancias volátiles, cenizas, etc., que regresan al suelo con la lluvia o simplemente por la acción de la gravedad.
El desarrollo agrícola del Neolítico y sobre todo el posterior descubrimiento de los metales y la manera de transformarlos, debieron ser las causas fundamentales de la contaminación de los suelos.
Las labores agrícolas en climas más o menos áridos provocan frecuentemente la salinización del suelo. El regadío intensivo con aguas de baja calidad (a veces, además, en áreas con suelos de sustratos ricos en sales) provoca la rápida degradación del suelo. La salinización ha originado pérdidas muy importantes de la capacidad productiva en todas las culturas.
El descubrimiento y utilización de los metales influyó en la contaminación del entorno.

Desarrollo de la cultura urbana
La concentración de población en pequeños espacios implica residuos que se eliminan a través del suelo y el agua, así como el incremento de actividades comerciales e industriales.
La revolución industrial representó una extrema abundancia de productos residuales que llevaron durante el siglo XX, y más concretamente en la segunda mitad de éste, los niveles de contaminación mundial a límites insostenibles.
En la evolución de la contaminación producida por diferentes compuestos se observa en los últimos años que los compuestos radiactivos tienen tendencia a disminuir mientras que otros como los organoclorados, derivados del petróleo y contaminaciones de origen biológico, no dejan de aumentar.
La historia de la contaminación en los últimos milenios ha podido ser reconstruida gracias a los análisis de los histosoles. Los histosoles son suelos turbosos y frecuentemente presentan grandes espesores (algunos de ellos de muchas decenas de metros), lo que representa que se ha estado acumulando materiales orgánicos durante un dilatado margen de tiempo.
El siglo XX, con su industria basada en el petróleo, está representado por unas acumulaciones de hasta 35 veces más intensa que las condiciones no contaminantes correspondientes a los periodos prehistóricos de la Edad de Piedra. En fechas muy recientes, la implantación de las gasolinas sin plomo y la sustitución de las tuberías de plomo por derivados del plástico (PVC) queda registrada por un drástico decrecimiento de la contaminación por plomo en el suelo.

Agentes contaminantes y su procedencia
Son muy diversos. Dentro de ellos tenemos los metales pesados, las emisiones ácidas atmosféricas, la utilización de agua de riego salina y los fitosanitarios. Estos agentes contaminantes proceden generalmente de la actuación antropogénica del hombre, así los metales pesados proceden directamente de las minas, fundición y refinación; residuos domésticos; productos agrícolas como fitosanitarios; emisiones atmosféricas mediante actividades de minería y refinería de metales, quema de combustibles fósiles, purines, etc.

Los metales pesados en pequeñas dosis pueden ser beneficiosos para los organismos vivos y de hecho son utilizados como micronutrientes, pero pasado un umbral se convierten en elementos nocivos para la salud.

Las emisiones ácidas atmosféricas proceden generalmente de la industria, del tráfico rodado, abonos nitrogenados que sufren el proceso de desnitrificación. Como consecuencia de esta contaminación se disminuye el pH del suelo con lo que se puede superar la capacidad tampón y liberar elementos de las estructuras cristalinas que a esos pH pueden solubilizarse y son altamente tóxicos para animales y plantas.

Utilización de agua de riego salina. El mal uso del agua de riego provoca la salinización y la sodificación del suelo. En el primer caso se produce una acumulación de sales más solubles que el yeso que interfieren en el crecimiento de la mayoría de los cultivos y plantas no especializadas (se evalúa por la elevación de la conductividad eléctrica del extracto de saturación). En el segundo caso se produce una acumulación de sodio intercambiable que tiene una acción dispersante sobre las arcillas y de solubilización de la materia orgánica, que afecta muy negativamente a las propiedades físicas del suelo.

Fitosanitarios. Dentro de ellos agrupamos los plaguicidas y los fertilizantes. Son, generalmente, productos químicos de síntesis y sus efectos dependen tanto de las características de las moléculas orgánicas (mayoría de los plaguicidas) como de las características del suelo.

Los fertilizantes además de contener metales pesados, producen contaminación por fosfatos (eutrofización en lagos) y nitratos.

Procesos responsables de la redistribución y acumulación
Un riesgo importante en la acumulación de contaminantes en el suelo se produce en aquellas situaciones en las que el contaminante no pierde su capacidad tóxica sino que únicamente se encuentra almacenado en forma inactiva en el suelo mientras este mantenga unas determinadas condiciones pero que, si éstas desaparecen, regresa a su condición negativa. Este hecho es frecuente en moléculas orgánicas de alta persistencia pero es especialmente importante en metales pesados.




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