Actualmente, la contaminación de los suelos se encuentra cada vez más en el punto de mira de la gestión medioambiental, debido principalmente al riesgo que un suelo contaminado puede suponer para la salud humana y para el correcto funcionamiento de los ecosistemas. Pero a pesar de los problemas que puede ocasionar esta contaminación, el hombre sigue abusando del suelo; utilizándolo de manera continua e indiscriminada en muchas ocasiones, dando lugar a que las propiedades naturales del suelo se vean negativamente afectadas.
Cuando un suelo ha sido continuamente utilizado, se deteriora, se degrada, y deja de poseer y aportar sus cualidades iniciales. Podemos decir que un suelo está contaminado, cuando las características físicas, químicas o biológicas originales han sido alteradas de manera negativa, debido a la presencia de componentes de carácter peligroso o dañino para el ecosistema. Entonces, la productividad que el suelo tenía se pierde total o parcialmente.
Las propiedades naturales del suelo le permiten auto-regenerarse en ciertas condiciones no muy extremas, pero al someterse a actividades industriales, agrarias, etc. de gran incidencia sobre el suelo, sus propiedades quedan anuladas y pierde la capacidad de autogeneración. Esta contaminación tiene riesgos para la salud humana y lleva consigo consecuencias medioambientales de diversa consideración, produciendo desastres ecológicos como contaminación de aguas, terrenos, etc.
Es importante señalar que el suelo tiene una estrecha relación con las aguas subterráneas, las cuales son muy utilizadas actualmente para abastecimiento humano. Esto hace reseñar, que debido a esta relación, es muy importante que nos tomemos el problema de la contaminación de este medio, con el mismo interés que nos tomamos la contaminación del aire o el agua.
En la mayoría de las ocasiones, la contaminación es producida de una manera artificial por la actividad humana, pero también puede ser ocasionada de una forma natural, aunque esta no sea la más común. Las actividades potencialmente contaminantes de suelos son muy variadas; acumulación de residuos sólidos o líquidos en balsas más o menos preparadas sobre el terreno, emisiones a la atmósfera, escombreras ilegales, usos fitosanitarios desmedidos o incontrolados, etc.
Entre los agentes contaminantes que proceden de la actividad humana, podemos encontrar, por ejemplo, los metales pesados. Estos tienen una doble vertiente; en dosis pequeñas resultan beneficiosos, porque actúan como nutrientes, pero si se abusa de ellos son perjudiciales para el suelo. Los metales pesados suelen formar parte de los fertilizantes, pero mayoritariamente de la minería, refinerías, procesos de combustión e incineración, etc.
En zonas agrícolas es posible el efecto producido por la sodificación o la salinización, ambas causadas por el mal uso del agua de riego. La sodificación es la acumulación de sodio, que afecta de una manera muy directa a los cultivos, porque el exceso de sodio hace que las arcillas se dispersen y la materia orgánica se solubilice. Por otra parte la salinización es una acumulación de sales que influye en el crecimiento de los cultivos. Las técnicas de descontaminación que nos pueden devolver un suelo en perfecto estado existentes actualmente son cinco, basadas en los siguientes métodos: Extracción, Tratamiento químico, Tratamiento electroquímico, Tratamiento térmico, Tratamiento biológico. Estos métodos se pueden aplicar in situ, on situ o ex situ. Las técnicas de descontaminación dan más o menos resultado dependiendo de cómo se aplique el tratamiento. Cuando un tratamiento está llevado a cabo in situ, lo que se hace, es poner en contacto la masa del suelo con los agentes limpiadores. Este proceso es difícil de llevar a cabo.
Si el tratamiento se hace on situ, se excava el suelo y los agentes limpiadores se tratan con ese terreno, y por último si se trabaja ex situ lo que se hace es retirar y transportar el terreno a tratar hasta las plantas depuradoras.
Este sistema de trabajo es caro por lo que supone tener que excavar, transportar, tratar, y una vez tratado devolver y recubrir el terreno vaciado. Aunque como hemos dicho es caro, este proceso es el más rápido.
Los procesos de descontaminación son caros, pero si tenemos en cuenta que el suelo es un medio natural que nos proporciona múltiples beneficios, y que necesita miles de años para formarse, tendríamos que pensar que todo lo que hagamos por el beneficio del suelo es poco. Por lo tanto sería conveniente establecer una serie de factores, en virtud de los cuales, se vayan descontaminando los suelos.
Es decir, la peligrosidad de la contaminación dependerá de efectos como puede ser el poder tamponador o lo vulnerable que sea el suelo ante la contaminación, etc. Uno de los factores a evaluar con más importancia es la extensión de la contaminación, así como la naturaleza y la medida en que los contaminantes estén concentrados. Es muy importante la naturaleza de éstos porque dependiendo del peligro que aporten al suelo, este se contaminará más o menos rápido, y con mayor o menor profundidad.
En resumen, cabe decir que la gestión por el mantenimiento de los suelos en su estado original, impidiendo su contaminación por usos excesivos y abusivos y limpiando y descontaminando aquellos emplazamientos ya deteriorados debe tomarse como una rama más de la conservación del medio ambiente, quizás menos llamativa a los ojos de la opinión pública, pero igual de importante que cualquier otro tipo de actuación.
2.1 CONCEPTO
Un suelo se puede degradar al acumularse en él sustancias a unos niveles tales que repercuten negativamente en el comportamiento de los suelos. 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, frecuentemente endógena, y contaminación antropica, siempre exógeno. 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, H+ y SO4=, que varias centrales térmicas de carbón.
Pero las causas más frecuentes de contaminación son debidas a la actuación antrópica, 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.
2.2 FACTORES INFLUYENTES EN LA CONTAMINACIÓN DE LOS SUELOS:
Que pueden tomar los diferentes aspectos:
2.2.1 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.
2.2.2 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. La mayoría de los suelos presentan una elevada capacidad de depuración.
Un suelo contaminado es aquél que ha superado su capacidad de amortiguación para una o varias sustancias, y como consecuencia, pasa de actuar como un sistema protector a ser causa de problemas para el agua, la atmósfera, y los organismos. Al mismo tiempo se modifican sus equilibrios biogeoquímicos y aparecen cantidades anómalas de determinados componentes que originan modificaciones importantes en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.
2.2.3 Biodisponibilidad
Se entiende la asimilación del contaminante por los organismos, y en consecuencia la posibilidad de causar algún efecto, negativo o positivo.
2.2.4 Movilidad
Se regulará la distribución del contaminante y por tanto su posible transporte a otros sistemas.
2.2.5 Persistencia
Se regulará el periodo de actividad de la sustancia y por tanto es otra medida de su peligrosidad.
2.3 CAUSAS
La mayoría de los procesos de pérdida y degradación del suelo son originados por la falta de planificación y el descuido de los seres humanos. Las causas más comunes de dichos procesos son:
2.3.1 Erosión
La erosión corresponde al arrastre de las partículas y las formas de vida que conforman el suelo por medio del agua (erosión hídrica) y el aire (erosión eólica). Generalmente esto se produce por la intervención humana debido a las malas técnicas de riego (inundación, riego en pendiente) y la extracción descuidada y a destajo de la cubierta vegetal (sobrepastoreo, tala indiscriminada y quema de la vegetación).
2.3.2 Contaminación
La contaminación de los suelos se produce por la depositación de sustancias químicas y basuras. Las primeras pueden ser de tipo industrial o domésticas, ya sea a través de residuos líquidos, como las aguas servidas de las viviendas, o por contaminación atmosférica, debido al material articulado que luego cae sobre el suelo.
2.3.3 Compactación
La compactación es generada por el paso de animales, personas o vehículos, lo que hace desaparecer las pequeñas cavernas o poros donde existe abundante microfauna y microflora.
2.3.4 Expansión urbana
El crecimiento horizontal de las ciudades es uno de los factores más importantes en la pérdida de suelos. La construcción en altura es una de las alternativas para reducir el daño.
2.4 AGENTES
Cuando en el suelo depositamos de forma voluntaria o accidental diversos productos como papel, vidrio, plástico, materia orgánica, materia fecal, solventes, plaguicidas, residuos peligrosos o sustancias radioactivas, etc., afectamos de manera directa las características físicas, químicas y de este, desencadenando con ello innumerables efectos sobre seres vivos.
2.4.1 Plaguicidas
La población mundial ha crecido en forma abismante en estos últimos 40 a 50 años. Este aumento demográfico exige al hombre un gran desafío en relación con los recursos alimenticios, lo cual implica una utilización más intensiva de los suelos, con el fin de obtener un mayor rendimiento agrícola.
En agricultura, la gran amenaza son las plagas, y en el intento por controlarlas se han utilizado distintos productos químicos.
Son los llamados plaguicidas y que representan también el principal contaminante en este ámbito, ya que no sólo afecta a los suelos sino también, además de afectar a la plaga, incide sobre otras especies. Esto se traduce en un desequilibrio, y en contaminación de los alimentos y de los animales.
A) Tipos de plaguicidas
Existen distintos tipos de plaguicidas y se clasifican de acuerdo a su acción.
Insecticidas
Se usan para exterminar plagas de insectos. Actúan sobre larvas, huevos o insectos adultos. Uno de los insecticidas más usado es el DDT, que se caracteriza por ser muy rápido. Trabaja por contacto y es absorbido por la cutícula de los insectos, provocándoles la muerte. Este insecticida puede mantenerse por 10 años o más en los suelos y no se descompone.
Se ha demostrado que los insecticidas órgano clorados, como es el caso del DDT, se introducen en las cadenas alimenticias y se concentran en el tejido graso de los animales. Cuanto más alto se encuentre en la cadena -es decir, más lejos de los vegetales- más concentrados estará el insecticida. Por ejemplo si se tiene:
En todos los eslabones de la cadena, existirán dosis de insecticida en sus tejidos. Sin embargo, en el carnívoro de 2do. orden, el insecticida estará mucho más concentrado.
Hay otros insecticidas que son usados en las actividades hortofrutícolas; son biodegradables y no se concentran, pero su acción tóxica está asociada al mecanismo de transmisión del impulso nervioso, provocando en los organismos contaminados una descoordinación del sistema nervioso.
Herbicidas
Son un tipo de compuesto químico que destruye la vegetación, ya que impiden el crecimiento de los vegetales en su etapa juvenil o bien ejercen una acción sobre el metabolismo de los vegetales adultos.
Fungicidas
Son plaguicidas que se usan para combatir el desarrollo de los hongos (fitoparásitos). Contienen azufre y cobre.
2.4.2 Actividad minera
La actividad minera también contamina los suelos, a través de las aguas de relave. De este modo, llegan hasta ellos ciertos elementos químicos como mercurio (Hg), cadmio (Cd), cobre (Cu), arsénico (As), plomo (Pb), etcétera. Por ejemplo: el mercurio que se origina en las industrias de cemento, industria del papel, plantas de cloro y soda, actividad volcánica, etcétera.
Algunos de sus efectos tóxicos son: alteración en el sistema nervioso y renal. En los niños, provoca disminución del coeficiente intelectual; en los adultos, altera su carácter, poniéndolos más agresivos.
Otro caso es el arsénico que se origina en la industria minera. Su existencia es natural en la II Región. Este mineral produce efectos tóxicos a nivel de la piel, pulmones, corazón y sistema nervioso.
2.2.5 Basura
La destrucción y el deterioro del suelo son muy frecuentes en las ciudades y sus alrededores, pero se presentan en cualquier parte donde se arroje basura o sustancias contaminantes al suelo mismo, al agua o al aire.
Cuando amontonamos la basura al aire libre, ésta permanece en un mismo lugar durante mucho tiempo, parte de la basura orgánica (residuos de alimentos como cáscaras de fruta, pedazos de tortilla, etc.) se fermenta, además de dar origen a mal olor y gases tóxicos, al filtrarse a través del suelo en especial cuando éste es permeable, (deja pasar los líquidos) contamina con hongos, bacteria, y otros microorganismos patógenos (productores de enfermedades), no sólo ese suelo, sino también las aguas superficiales y las subterráneas que están en contacto con él, interrumpiendo los ciclos biogeoquímicos y contaminado las cadenas alimenticias.
2.5 CONSECUENCIAS
Dada la facilidad de transmisión de contaminantes del suelo a otros medios como el agua o la atmósfera, serán estos factores los que generan efectos nocivos, aun siendo el suelo el responsable indirecto del daño.
La presencia de contaminantes en un suelo supone la existencia de potenciales efectos nocivos para el hombre, la fauna en general y la vegetación. Estos efectos tóxicos dependerán de las características toxicológicas de cada contaminante y de la concentración del mismo. La enorme variedad de sustancias contaminantes existentes implica un amplio espectro de afecciones toxicológicas cuya descripción no es objeto de este trabajo.
De forma general, la presencia de contaminantes en el suelo se refleja de forma directa sobre la vegetación induciendo su degradación, la reducción del numero de especies presentes en ese suelo, y más frecuentemente la acumulación de contaminantes en las plantas, sin generar daños notables en estas. En el hombre, los efectos se restringen a la ingestión y contacto dérmico, que en algunos casos a desembocado en intoxicaciones por metales pesados y más fácilmente por compuestos orgánicos volátiles o semivolátiles.
Indirectamente, a través de la cadena trófica, la incidencia de un suelo contaminado puede ser más relevante. Absorbidos y acumulados por la vegetación, los contaminantes del suelo pasan a la fauna en dosis muy superiores a las que podrían hacerlo por ingestión de tierra.
Cuando estas sustancias son bioacumulables el riesgo se amplifica al incrementarse las concentraciones de contaminantes a medida que ascendemos en la cadena trófica, en cuya cima se encuentra el hombre.
Las precipitaciones ácidas sobre determinados suelos originan, gracias a la capacidad intercambiadora del medio edáfico, la liberación del ion aluminio, desplazándose hasta ser absorbido en exceso por las raíces de las plantas, afectando a su normal desarrollo.
En otros casos, se produce una disminución de la presencia de las sustancias químicas en el estado favorables para la asimilación por las plantas. Así pues, al modificarse el pH del suelo, pasando de básico a ácido, el ion manganeso que está disuelto en el medio acuoso del suelo se oxida, volviéndose insoluble e inmovilizándose.
A este hecho hay que añadir que cuando el pH es bajo las partículas coloidales como los óxidos de hierro, titanio, cinc, etc.… que pueden estar presentes en el medio hídrico, favorecen la oxidación del ion manganeso.
Esta oxidación se favorece aun más en suelos acidificados bajo la incidencias de la luz solar en las capas superficiales de los mismos, produciéndose una actividad fotoquímica de las partículas coloidales anteriormente citadas, ya que tienen propiedades semiconductoras.
Otro proceso es el de la biometilización, que es un proceso por el cual reaccionan los iones metálicos y determinadas sustancias orgánicas naturales, cambiando radicalmente las propiedades físico-químicas del metal. Es el principal mecanismo de movilización natural de los cationes de metales pesados.
Los metales que ofrecen más afinidad para este proceso son: mercurio, plomo, arsénico y cromo. Los compuestos argometálicos así formados suelen ser muy liposolubles y salvo casos muy puntuales, las consecuencias de la biometilización natural son irrelevantes, cuando los mentales son añadidos externamente en forma de vertidos incontrolados, convirtiéndose realmente en un problema.
Aparte de los anteriores efectos comentados de forma general, hay otros efectos inducidos por un suelo contaminado:
Degradación paisajística: la presencia de vertidos y acumulación de residuos en lugares no acondicionados, generan una pérdida de calidad del paisaje, a la que se añadiría en los casos más graves el deterioro de la vegetación, el abandono de la actividad agropecuaria y la desaparición de la fauna.
Pérdida de valor del suelo: económicamente, y sin considerar los costes de la recuperación de un suelo, la presencia de contaminantes en un área supone la desvalorización de la misma, derivada de las restricciones de usos que se impongan a este suelo, y por tanto, una perdida económica para sus propietarios.
2.6 CONTROL
Se puede definir el tratamiento y recuperación de suelos contaminados como un conjunto de operaciones que se deben realizar con el objetivo de controlar, disminuir o eliminar los contaminantes y sus efectos.
Una de las posibles divisiones de los sistemas de tratamiento se establece en función de tres categorías de actuación:
2.6.1 No recuperación
Cuando se opta por la medida de no recuperación del espacio, se debe tener en cuenta que se parte de un espacio contaminado, aunque el estudio de viabilidad determine esa opción. Así pues, se tiene que registrar la localización real del espacio.
Esta sencilla solución evita una gama de problemas importantes generados a posterior, por un uso del suelo para el que ya no es adecuado (agricultura, residencial, espacios de ocio,…).
2.6.2 Contención o aislamiento
Consiste en establecer medidas correctas de seguridad que puedan controlar la situación presente, impidiendo la progresión de la contaminación en el medio y mitigando riesgos relacionados con esta dispersión de contaminantes.
Aislamiento: Consiste en aislar el foco emisor de la contaminación, limitando el potencial de migración y difusión de los contaminantes mediante la construcción de barreras superficiales y/o subterráneas, de forma que se impida la movilización horizontal de los contaminantes. Esta tecnología suele usarse como medida temporal para evitar la generación de lixiviados, la entrada de los contaminantes en los cursos de agua o la infiltración en las aguas subterráneas.
Reducción de las volatilizaciones: Pretende suprimir las corrientes de aire, para evitar la volatilización de compuestos orgánicos. Los métodos incluyen la reducción del volumen de poros del suelo, mediante la adición de agua, o por compactación o el sellado de la capa superficial del suelo mediante coberturas(con membranas sintéticas, arcillas, asfalto, cemento,…).
Control de lixiviados: El objeto es impedir la dispersión de contaminantes a través de las aguas recogiendo los lixiviados procedentes del suelo contaminado en aquellas situaciones en que ello sea posible, como en vertederos controlados de residuos sólidos urbanos. Otro sistema de control consiste en el bombeo de las aguas subterráneas afectadas por la lixiviación de los contaminantes.
2.6.3 Recuperación
La elaboración de un plan de saneamiento precisa una cierta delimitación del resultado mínimo a alcanzar.
Se dividen en dos tipos de tratamiento y/o recuperación de suelos en dos grandes grupos:
Tratamiento IN SITU, que implican la eliminación de los contaminantes sobre el propio terreno, sin remoción del mismo.
Tratamiento EX SITU, en los que se produce la movilización y traslado del suelo a instalaciones de tratamiento o confinación.
2.6.4 Técnicas de recuperación de suelos contaminados
El suelo, la capa más superficial de la corteza terrestre, constituye uno de los recursos naturales más importantes con el que contamos al ser el substrato que sustenta la vida en el planeta. Desde el punto de vista edáfico, un suelo es un cuerpo natural tridimensional formado por la progresiva alteración física y química de un material original o roca madre a lo largo del tiempo, bajo unas condiciones climáticas y topográficas determinadas y sometido a la actividad de organismos vivos.
A lo largo de su evolución o edafogénesis, en el suelo se van diferenciando capas verticales de material generalmente no consolidado llamados horizontes, formados por constituyentes minerales y orgánicos, agua y gases, y caracterizados por propiedades físicas (estructura, textura, porosidad, capacidad de retención de agua, densidad aparente), químicas y físico-químicas (pH, potencial redox, capacidad de intercambio catiónico) que los diferencian entre sí y del material original. El conjunto de horizontes constituye el perfil del suelo y su estudio permite dilucidar los procesos de formación sufridos durante su evolución y llevar a cabo su clasificación dentro de las distintas unidades de suelos.
La importancia del suelo radica en que es un elemento natural dinámico y vivo que constituye la interfaz entre la atmósfera, la litosfera, la biosfera y la hidrosfera,sistemas con los que mantiene un continuo intercambio de materia y energía. Esto lo convierte en una pieza clave del desarrollo de los ciclos biogeoquímicos superficiales y le confiere la capacidad para desarrollar una serie de funciones esenciales en la naturaleza de carácter medioambiental, ecológico, económico, social y cultural:
· El suelo proporciona los nutrientes, el agua y el soporte físico necesarios para el crecimiento vegetal y la producción de biomasa en general, desempeñando un papel fundamental como fuente de alimentación para los seres vivos.
· Es un componente esencial del ciclo hidrológico, actuando como elemento distribuidor de las aguas superficiales y contribuyendo al almacenaje y recarga de las aguas subterráneas.
2.6.5 ¿Qué mecanismos se emplean para descontaminar suelos?
Hay tres grandes grupos de tecnologías. La más básica y a la que precisamente el Real Decreto indica que debe evitarse, es la excavación y traslado de vertedero.
Estado de un suelo contaminado cerca de unas instalaciones industriales
Es la técnica más fácil en el sentido en el que se erradica el problema de raíz y en un tiempo breve, pero es uno de los métodos que más impacto ambiental y coste económico tienen. Otras tecnologías menos agresivas son las técnicas de tratamiento on-site. Estas consisten en la extracción del terreno contaminados y su tratamiento en superficie, para su posterior deposición en el terreno del que fue extraído. Suelen ser técnicas menos costosas en términos económicos que las anteriores, si bien se rompe la estructura del suelo.
Finalmente, las denominadas in-situ, son aquellas tecnologías no agresivas que se emplean directamente sobre el suelo. Este tipo de técnicas son las que menos impacto ambiental provocan, ya que no es necesario romper la propia estructura del suelo para descontaminarlo. Su única limitación suele ser los plazos, ya que suelen requerir de varios años.Dentro de estas últimas tecnologías, existe una cuarta vía, la denominada atenuación natural. Este método consiste llevar a cabo una buena caracterización del terreno y de la contaminación, llevando a cabo un seguimiento posterior continuado de la evolución natural de los procesos de degradación de los contaminantes, pudiendo, en algunos casos, compensar algunas carencias naturales (nutrientes, humedad), para facilitar la degradación de los contaminantes.
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