ANALISIS FISICO QUIMICO DE SUELOS

ANEJO N4: Anlisis de suelo. Diseo de un parque periurbano Las Salinas Anejo n4: Anlisis de suelo 2 Francisco Javier Fernndez Guerrero Universidad de Almera NDICE 1. INTRODUCCIN _______________________________________________ 3 2. RESULTADOS DEL ANLISIS ______________________________________ 4 2.1 Anlisis qumico ______________________________________________ 4 2.2 Anlisis fsico _________________________________________________ 4 3. INTERPRETACIN DE LOS RESULTADOS ____________________________ 5 3.1 Caractersticas fsicas __________________________________________ 5 3.2 Caractersticas qumicas ________________________________________ 6 4. CONCLUSIN _________________________________________________ 7 Diseo de un parque periurbano Las Salinas Anejo n4: Anlisis de suelo 3 Francisco Javier Fernndez Guerrero Universidad de Almera 1. INTRODUCCIN En este anejo vamos a valorar el tipo de suelo que presenta la zona donde vamos a situar el parque. Este anejo es continuacin de los anteriores, con lo cual seguimos describiendo la zona en concreto. Mediante el anlisis del suelo podemos conocer las propiedades fsico- qumicas del terreno y la potencialidad de la tierra como sustrato para las plantas. Los parmetros fsicos nos informan sobre la estructura mecnica del suelo, su composicin granulometra y su porosidad que va asociada a la capacidad de retencin del agua. Mientras que los parmetros qumicos nos informan sobre la composicin del suelo y las cantidades de nutrientes. Antes del estudio en concreto se ha tenido que hacer un muestreo de la zona. En concreto la toma de muestras 2. RESULTADOS DEL ANLISIS 2. 1. ANLISIS QUMICO Ph (suspensin acuosa 1/2.5) 8.32 Conductividad ex. 1/5 (mmohs/cm) 0.165 Carbonato calcico (CO3Ca) (%) 36.61 Cal activa (CO3Ca) (%) 7.72 Materia orgnica oxidable (%) 1.65 Nitrgeno total 0.1 Fsforo asimilable (mg P2O5/100g suelo) 7.82 Potasio asimilable (mg K2O/100g suelo) 9.23

2. 2. ANLISIS FSICO Color (Tablas Munsell) 75YR6/4 Densidad aparente (g/cm3) 1.33 Poder retentivo del agua (%) 45.37 Textura (S.I.) Franco-Arcillosa Arena (dimetro partculas 2-0.02mm.) (%) 57 Limo (dimetro partculas 0.02-0.002mm.) (%) 24 Arcilla (dimetro partculas constituye la proporcin entre amarillo (Y) y el rojo (R), en este orden. Value (Gama, claridad o valor) -> va del blanco al negro, numerndose del 2 al 8 respectivamente. Chroma (Pureza, proporcin o tono cromtico) -> del gris mezclado con el color base, numerada de 0 a 8.

El color del suelo de nuestra zona es marrn dando un resultado en las tablas Munsell 75YR6/4, con prcticamente sin piedras. 3. 1. 2. Textura La textura representa la composicin granulometrica de las partculas elementales del suelo. Para la determinacin de la textura se han calculado los porcentajes de Arena, Limo y Arcilla; y mediante el diagrama triangular para la determinacin de la textura, llegamos a la conclusin de que nos encontramos con un suelo de textura Franco-Arcilloso-Arenoso. Encuadrndose as dentro del Grupo III (en la clasificacin de Lopez Ritas y Lpez Melida) Textura fina. Diseo de un parque periurbano Las Salinas Anejo n4: Anlisis de suelo 6 Francisco Javier Fernndez Guerrero Universidad de Almera 3. 2. CARACTERSTICAS QUMICAS 3. 2. 1. Ph Este es uno de los parmetros ms importantes dentro del anlisis ya que a partir de este nos permite una aproximacin a sus caractersticas qumicas ms concretamente a la disponibilidad de diferentes nutrientes. El resultado obtenido en la medicin es de 8.32. Este valor es bastante alto por lo que se trata de un suelo Bsico. Como podemos observar nos encontramos en una zona con un tipo de suelo Bsico a lo que el ph se refiere. Esta cualidad influir en la disponibilidad de ciertos nutrientes tanto macro y micro elementos necesarios para las plantas. Tenemos los casos de N, P, K, Ca, Mg, S, que se encontraran en buena disposicin, mientras que Fe, Mn, Cu, Zn, B, pueden presentar algunos problemas de carencias en aquellas especies ms exigentes. 3. 2. 2. Conductividad Salinidad La determinacin de la conductividad elctrica del extracto de saturacin medida a 25C permite diagnosticar los suelos salinos. En nuestro caso el valor obtenido de 0.165 mmhos/cm nos indica que se encuentra en un nivel salino medio; por tanto nuestro suelo se considera no salino. 3. 2. 3. Materia orgnica Respecto a los niveles de materia orgnica oxidable se establece que el lmite de materia organica este en el 2%. Por tanto nuestro suelo con un valor de 0.65 % se encuentra por debajo del ptimo. Nuestro nivel de materia orgnica es Bajo. Diseo de un parque periurbano Las Salinas Anejo n4: Anlisis de suelo 7 Francisco Javier Fernndez Guerrero Universidad de Almera 3. 2. 4. Carbonato clcico total Respecto al nivel de carbonato calcico total nos encontramos con un porcentaje del 36.61% siendo este un nivel alto de caliza por lo que estamos frente a un suelo calizo o calcreo. 3. 2. 5 Caliza activa Respecto al carbonato calcico que se encuentra activo nos encontramos sobre el 7.72% encontrndonos en un nivel normal. 3. 2. 6. Calcio Al encontrarnos con un suelo calizo y ligeramente bsico no presentar problemas de Calcio. 3. 2. 7. Nitrgeno total El contenido en nitrgeno es de 0.1 %, correspondindose, segn la clasificacin hecha por SEDEQ, con un suelo Normal. 3. 2. 8. Fsforo asimilable El nivel de fsforo se considera, segn la clasificacin SEDEQ se encuentra en un nivel entre Bajo y Normal- Bajo. 3. 2. 9. Potasio El nivel de potasio se considera segn la clasificacin SEDEC en un nivel Bajo rozando el nivel normal. Diseo de un parque periurbano Las Salinas Anejo n4: Anlisis de suelo 8 Francisco Javier Fernndez Guerrero Universidad de Almera 4. CONCLUSIN Nos encontramos frente un suelo de textura franco-arcillosa, con un Ph elevado considerndolo un suelo Bsico y una capacidad de retencin de agua buena. No es un suelo muy salino pero el contenido de carbonatos es elevado indicndonos que se trata de un suelo calizo; presentando unos niveles normal-altos de caliza activa por lo que en principio no tendremos problema pero habr que estar atentos a esta caracterstica. Respecto a la materia orgnica el nivel se encuentre en una situacin bajo. Este para metro lo tendremos en cuenta a la hora de la aplicacin de enmiendas hmicas. Presenta unos contenidos en nitrgeno normales pero los niveles de fsforo y potasio se encuentran en el lmite entre Bajos y Normales bajos por lo que tendremos que tener un control de estos elementos en la fertilizacin. Tenemos que tener en cuenta tambin los niveles de algunos elementos como el Fe, Mn, Zn, B, etc. Ya que al ser un suelo bsico podramos tener problemas de carencias con especies muy exigentes. En cuanto a la estructura fsica del suelo, la textura franca se considera ptima para el buen desarrollo de las especies vegetales a implantar. Respecto al nivel retentivo del agua se considera normal-alto por lo que tendremos que tener un buen sistema de drenaje para evitar posibles encharcamientos. Salvo los problemas mencionados nos encontramos ante un suelo frtil y apto para el establecimiento de las especies que compondrn la flora del parque proyectado.

4. Anlisis fsicosy qumicos en suelo4.1 pHIntroduccinEl pH es una propiedad qumica del suelo que tiene un efecto importanteen el desarrollo de los seres vivos (incluidos microorganismosy plantas). La lectura de pH se refiere a la concentracin de iones hidrgenoactivos (H+) que se da en la interfase lquida del suelo, por la interaccinde los componentes slidos y lquidos. La concentracin de ioneshidrgeno es fundamental en los procesos fsicos, qumicos y biolgicosdel suelo. El grado de acidez o alcalinidad de un suelo es determinadopor medio de un electrodo de vidrio en un contenido de humedad especficoo relacin de suelo-agua, y expresado en trminos de la escala depH. El valor de pH es el logaritmo del recproco de la concentracinde iones hidrgeno, que se expresa por nmeros positivos del 0 al 14.Tres son las condiciones posibles del pH en el suelo: la acidez, la neutralidady la alcalinidad.MtodoPara la determinacin del pH se utiliza el mtodo potenciomtrico (Willardet al., 1974; Bates, 1983).FundamentoEl mtodo potenciomtrico o electroqumico para medir pH de un sueloes el ms utilizado. Con este mtodo se mide el potencial de un electrodosensitivo a los iones H+ (electrodo de vidrio) presentes en una solucinproblema; se usa como referencia un electrodo cuya solucin problemano se modifica cuando cambia la concentracin de los iones por medir,que es generalmente un electrodo de calomelano o de Ag/AgCl. El electrodo,a travs de sus paredes, desarrolla un potencial elctrico. En laprctica se utilizan soluciones amortiguadoras, de pH conocido, para20calibrar el instrumento y luego comparar, ya sea el potencial elctrico oel pH directamente de la solucin por evaluar.InterferenciasDebido a que el pH del suelo es medido en una matriz acuosa como aguao una solucin de sales diluidas, es dependiente del grado de dilucin(relacin suelo-dilucin). Cuando se mide en agua es importante controlarel agua adicionada, ya que un aumento causar un incremento en pH; porello es necesario mantener la relacin constante y tan baja como sea posible.Sin embargo, la solucin sobrenadante puede no ser suficiente parasumergir el electrodo apropiadamente, sin causar mucho estrs cuando seinserta dentro del suelo. Los suelos con alta cantidad de materia orgnicatienden a formar una gruesa pasta seca, por lo que una relacin menor demuestra en agua puede ser aceptable (1:5 o 1:10) (Karma A, 1993). En sueloscontaminados con hidrocarburos la interferencia va a depender de laconcentracin y tipo de hidrocarburo, se puede producir desde una simpleiridiscencia sin afectar la determinacin, hasta un impedimento de ladeterminacin por la alta concentracin y viscosidad del contaminante.Material y equipo Muestra de suelo. Balanza analtica. Vasos de precipitado de 25 ml. Pipeta de 10 ml. Piceta con agua destilada. Potencimetro. Agua destilada. Solucin amortiguadora de pH 7 y 4. Agitadores magnticos.Procedimiento1) Pesar 1 g de suelo y colocarlo en un vaso de precipitado de 25 ml.2) Agregar 10 ml de agua destilada.3) Agitar y dejar reposar 10 minutos.4) Ajustar el potencimetro con las soluciones amortiguadoras.5) Pasados los 10 minutos, medir el pH con el potencimetro.Manual de tcnicas de anlisis de suelosCriterios de evaluacinTabla 4.1 Criterios de evaluacin de un suelo con respecto a su pH (NOM-021-RECNAT-2000).4.2 HumedadIntroduccinEl agua es esencial para todos los seres vivos porque en forma molecularparticipa en varias reacciones metablicas celulares, acta como unsolvente y portador de nutrimentos desde el suelo hasta las plantas ydentro de ellas. Adems, intemperiza las rocas y los minerales, ionizalos macro y micronutrientes que las plantas toman del suelo, y permiteque la materia orgnica sea fcilmente biodegradable. El contenido deagua en el suelo puede ser benfico, pero en algunos casos tambin perjudicial.El exceso de agua en los suelos favorece la lixiviacin de salesy de algunos otros compuestos; por lo tanto, el agua es un reguladorimportante de las actividades fsicas, qumicas y biolgicas en el suelo(Topp, 1993).Aunque es recomendable determinar la humedad a la capacidad decampo de los suelos, es decir, la cantidad de humedad que un sueloretiene contra la gravedad, cuando se deja drenar libremente; en algunasocasiones, cuando se trata de suelos contaminados, por ejemplo con hidrocarburosdel petrleo, es difcil llevar a cabo esta medicin por la dificultadde rehidratar suelos secos con estas caractersticas. Por lo que lamedicin de humedad se realiza slo en funcin del porcentaje de aguaque retiene este tipo de suelos.Categora Valor de pHFuertemente cido < 5.0Moderadamente cido 5.1 - 6.5Neutro 6.6 - 7.3Medianamente alcalino 7.4 - 8.5Fuertemente alcalino 8.5Anlisis fsicos y qumicos en suelo 2122MtodoEl mtodo utilizado para esta medicin es el gravimtrico, para determinarnicamente la cantidad de agua de los suelos.FundamentoLa humedad del suelo se calcula por la diferencia de peso entre unamisma muestra hmeda, y despus de haberse secado en la estufa hastaobtener un peso constante.Material y equipo Muestras de suelo. Balanza analtica. Esptula. Charolas o papel aluminio a peso constante. Estufa.Procedimiento1) Pesar 1 g de muestra sobre un papel o charola de aluminio a pesoconstante.2) Colocar la muestra dentro de la estufa a 80C de 12 a 24 horas.3) Sacar la muestra de la estufa y colocarla dentro de un desecador paraque se enfre.4) Pesar la muestra con todo y papel.5) Calcular los porcentajes de humedad en el suelo por la diferencia depesos.% Humedad del suelo = (Peso inicial Peso final)/ Peso inicial * 1004.3 Conductividad elctricaIntroduccinLa conductividad elctrica es la capacidad de una solucin acuosa paratransportar una corriente elctrica, que generalmente se expresa enmmhos/cm o en mSiemens/m; la NOM-021-RECNAT-2000 establecedSiemens/m a 25C. Es una propiedad de las soluciones que se encuentramuy relacionada con el tipo y valencia de los iones presentes, susconcentraciones total y relativa, su movilidad, la temperatura del lquidoy su contenido de slidos disueltos. La determinacin de la conduc-Manual de tcnicas de anlisis de suelos23tividad elctrica es por lo tanto una forma indirecta de medir la salinidaddel agua o extractos de suelo.De acuerdo con los valores de conductividad elctrica, pH y porcentajede sodio intercambiable, los suelos se pueden clasificar en las siguientescategoras:a) Suelos salinos. Se caracterizan porque su extracto de saturacin tieneun valor de conductividad elctrica igual o superior que 4 mmhos/cma 25oC y la cantidad de sodio intercambiable es menor de 15%. Por logeneral tienen una costra de sales blancas, que pueden ser cloruros, sulfatosy carbonatos de calcio, magnesio y sodio.b) Suelos sdicos. Presentan un color negro debido a su contenido elevadode sodio. Su porcentaje de sodio intercambiable es mayor que 15,el pH se encuentra entre 8.5 y 10.0, y la conductividad elctrica est pordebajo de 4 mmhos/cm a 25C.c) Suelos salino-sdicos. Poseen una conductividad elctrica de 4 mmhos/cma 25C, una concentracin de sodio intercambiable de 15% y el pH es variable,comnmente superior a 8.5 (Muoz et al., 2000).La conductividad elctrica se puede complementar con la determinacinde Na+ o bases intercambiables (K+, Ca++, Mg++, Na+).Principalmente si los suelos fueron contaminados con aguas congnitas.MtodoEl mtodo de la conductividad elctrica se realiza por medio de un conductmetrosobre una muestra de agua o extracto de suelo.FundamentoEste mtodo se basa en la teora de la disociacin electroltica. Esaplicable a aguas o extractos de suelo. El equipo para medir la conductividadelctrica es un conductmetro, que consiste en dos electrodoscolocados a una distancia fija y con lquido entre ellos. Los electrodosson de platino y en ocasiones pueden llevar un recubrimiento deplatino negroo grafito; estos se encuentran sellados dentro de untubo de plstico o vidrio (celda), de tal manera que este aparatoAnlisis fsicos y qumicos en suelo24puede ser sumergido en el lquido por medir. La resistencia elctricaa travs de los electrodos se registra a una temperatura estndar,generalmente 25C.InterferenciasLa temperatura afecta la conductividad y vara alrededor de 2% p(celda), de tal manera que este aparatoAnlisis fsicos y qumicos en suelo24puede ser sumergido en el lquido por medir. La resistencia elctricaa travs de los electrodos se registra a una temperatura estndar,generalmente 25C.InterferenciasLa temperatura afecta la conductividad y vara alrededor de 2% porcada grado Celsius. Para esta determinacin no se permite la preservacinqumica de las muestras.Material y equipo Muestra de suelo seco y molida en un mortero. Balanza analtica. Frascos de plstico de boca ancha de 250 ml. Vaso de precipitado de 100 ml. Bureta. Esptula. Papel filtro. Embudo Buchner. Pipeta de 10 ml. Matraz Kitazato. Piceta con agua destilada. Bomba de vaco. Probeta. Conductmetro. Frascos. Agua destilada. Matraz aforado de 100 ml.Soluciones Solucin estndar de cloruro de potasio (KCl) 0.1 N. Disolver 0.7455 gde KCl en agua destilada y aforar a 100 ml. Solucin estndar de cloruro de potasio (KCl) 0.01 N. Tomar una alcuotade 10 ml de la solucin estndar de KCl 0.1 N y aforar a 100 ml.ProcedimientoA. Preparacin de la pasta de saturacin.1) Pesar 40 g de suelo seco y colocarlo en un recipiente de plstico, si elsuelo es arenoso o areno-migajoso pesar 600 g.Manual de tcnicas de anlisis de suelos2) Agregar agua destilada con la bureta y mezclar con la esptula hastasaturacin.3) Golpear el recipiente con cuidado sobre la mesa de trabajo para asentarel suelo.4) La pasta estar lista cuando se observe un brillo en su superficie (formacinde un espejo), esto no sucede en el caso de suelos con alto contenidode arcilla.5) Anotar el volumen de agua gastado (ml).6) Dejar reposar la pasta durante una hora y comprobar a criterio susaturacin.7) Tapar el recipiente y dejarlo reposar por tres horas, excepto suelosarcillosos que deben dejarse reposar 24 horas.B. Obtencin del extracto del suelo.1) Colocar papel filtro sobre el embudo, humedecerlo con agua destilada,dejando drenar el exceso. Conectar el sistema de filtracin al vaco.2) Mezclar nuevamente la pasta y colocarla en el embudo y aplicar vaco.3) Obtener un extracto de aproximadamente 50 ml.C. Determinacin de la conductividad elctrica.1) Calibrar el conductmetro. Antes de usar el medidor de conductividaddebe calibrarse con una solucin estndar. Para esto se requierede dos soluciones de KCl, 0.1 N y 0.01 N, con cada una se ajusta elequipo a la conductividad indicada en la tabla 4.2.Tabla 4.2 Ajuste de conductividad en funcin de la solucin de KCl.Cuando no se sabe la conductividad de la muestra se recomienda calibrarprimero con una de las dos soluciones y tomar la lectura de la muestra,despus volver a calibrar con la segunda solucin y tomar nuevamente lalectura. Para calibrar finalmente el equipo, se debe elegir la solucin conla que se aproxime ms la conductividad de la muestra.Sol. estndar de KCl Conductividad elctrica a 25C0.1 N 12.9 dS/m0.01 N 1.412 dS/mAnlisis fsicos y qumicos en suelo 25262) Leer la conductividad elctrica y la temperatura del extracto. Si la lecturase toma en mhos, transformar los resultados a mmhos o dS dividiendoentre 1 000.3) Si es necesario, hacer correccin consultando la tabla de factores decorreccin para diferentes temperaturas (tabla 4.3), se multiplica elresultado de conductividad elctrica por el valor correspondiente.Tabla 4.3 Factores de correccin de la conductividad elctrica en funcin de la temperaturadel extracto de saturacin.ClculosLa unidad estndar de conductividad elctrica es el siemens/metro(S/m = Ohm/m), pero para evitar la expresin de resultados en pequeasfracciones decimales se usa generalmente una unidad ms pequea:el miliSiemens/metro (mS/m). Aunque la conductividad generalmentees reportada en mhos/cm.1 mS/m = 10 mhos/cm.Para convertir la conductividad elctrica en unidades de salinidad (tabla4.4), se toma el valor de referencia de una solucin de NaCl 0.05 N conuna conductancia de 604 mhos/cm a 25C como el factor, que al multiplicarlopor la conductividad expresa la salinidad.Salinidad = mhos / cm X 604.Manual de tcnicas de anlisis de suelos8 1.499 22 1.06710 1.421 23 1.04412 1.350 24 1.02114 1.284 25 1.00016 1.224 26 0.97918 1.168 28 0.94119 1.142 30 0.90620 1.128 32 0.87321 1.092 34 0.843Temperatura(C)Factor decorreccinTemperatura(C)Factor decorreccin27En la tabla 4.4 se muestran los criterios para evaluar la salinidad de unsuelo, con base en su conductividad.Tabla 4.4 Criterios para evaluar la salinidad de un suelo, con base en su conductividad.Vazquez y Bautista (1993).4.4 Carbono orgnico totalEl carbono orgnico es uno de los principales componentes de los seresvivos: aproximadamente 50% del peso seco de la materia orgnica (m.o.)es carbono. En el medio ambiente su ciclo est estrechamente ligado alflujo de energa, debido a que las principales reservas de energa de losorganismos son compuestos de carbono reducidos que han derivado dela fijacin del CO2 atmosfrico, ya sea por medio de la fotosntesis o, conmenor frecuencia de la quimiosntesis (Tiessen y Moir, 1993). Las plantasy los animales que mueren son desintegrados por los microorganismos,en particular bacterias y hongos, los cuales regresan el carbono almedio en forma de bixido de carbono (Baker y Herson, 1994).La m.o. del suelo es la fraccin orgnica que incluye residuos vegetales yanimales en diferentes estados de descomposicin; tejidos y clulas deorganismos que viven en el suelo; y sustancias producidas y vertidas poresos organismos. Esta definicin es muy amplia pues incluye tanto a losmateriales poco alterados como a aquellos que s han experimentadocambios de descomposicin, transformacin y resntesis dentro del suelo.Adems se pueden incluir compuestos orgnicos txicos, provenientesde las actividades industriales del hombre, como la contaminacin desuelos por hidrocarburos del petrleo, que tambin constituye parte de lamateria orgnica del suelo (Etchevers, 1988).Anlisis fsicos y qumicos en sueloCategora del suelo Valor (mmhos/cm o dS/m)No salino 0 - 2.0Poco salino 2.1 - 4.0Moderadamente salino 4.1 - 8.0Muy salino 8.1 - 16.0Extremadamente salino > 16.028MtodoPara la cuantificacin de carbono orgnico total se utiliza un analizadorde carbono con una cmara de combustin y un detector de infrarrojo.FundamentoLa muestra de suelo es colocada dentro de la cmara de combustin auna temperatura de 900C, proceso que provoca la liberacin de CO2proveniente de todo el carbono presente en el suelo. El CO2 es cuantificadocon un detector de infrarrojo.El lmite de deteccin de la tcnica va de 0 a 25 mg de C. Considerandoque no todo el suelo es m.o., se recomienda utilizar muestras de 0.1 a 0.3 g,pero mientras ms m.o. se tenga, se debe tomar menor cantidad desuelo para realizar esta tcnica.Material y equipo Muestra de suelo seco y molido en mortero. Cpsulas de porcelana especiales para el equipo de carbono total. Esptulas. Analizador de carbono con detector de infrarrojo y accesorio paramuestras slidas. Balanza analtica. Pinzas.Reactivos Biftalato de potasio (C6H4(COOK)).ProcedimientoEsta tcnica puede realizarse con muestras de suelo hmedo, pero serecomienda utilizar suelo seco y molido para homogeneizar la muestra,ya que se utilizan cantidades muy pequeas (menores que 0.3 g).1) Pesar suelo seco (0.1 a 0.3g) dentro de una cpsula de porcelana.2) Encender el analizador de carbono y esperar a que la temperatura delhorno llegue a 900oC. Una vez que el equipo est estabilizado a estatemperatura, se procede a analizar las muestras.3) El mtodo utilizado para hacer los anlisis en este equipo debe indicarque se est utilizando el accesorio para muestras slidas; y en casoManual de tcnicas de anlisis de suelos29de contar con un software para la integracin de los datos se debeincluir la curva patrn, para que el resultado de la medicin se proporcionecon base en sta.4) Colocar la muestra dentro de la cmara de slidos y proceder a lamedicin.5) El tiempo de corrida de cada muestra es aproximadamente de cincominutos. Al final el software presenta la cantidad de carbono (mg kg-1suelo o en porcentaje) contenido en el suelo.6) El resultado debe ser ajustado por la humedad de la muestra, paraindicarlo en mg de C/kg suelo completamente seco.Curva patrn. Se realiza con biftalato de potasio (C6H4(COOK)) en unrango de concentraciones de 0 a 25 mg (0 a 0.025 g) de carbono contenidoen este compuesto. El biftalato debe secarse en la estufa durante 12 horasa 60C antes de ser analizado. Pesar la cantidad necesaria del reactivo paraobtener la concentracin deseada (de 0 a 25 mg de carbono en la muestra),como se indica en la tabla 4.5, y hacer la medicin de carbono orgnicototal en el analizador, como se indic para las muestras.Tabla 4.5 Concentracin de biftalato para la curva patrn de carbn orgnico.Nota: en caso de que el equipo slo proporcione el rea del pico obtenido, procederal clculo del carbono orgnico total como se indica en el apartado correspondiente.ClculosCalcular la cantidad de carbono orgnico total (COT) contenido en elsuelo con la ecuacin lineal de la curva estndar.CO (mg) = (A b) / m).Anlisis fsicos y qumicos en sueloBiftalato de potasio (mg) mg C contenidos en biftalato0 012.15 524.31 1036.46 1548.62 2060.77 2530Donde:CO = carbono orgnico (mg) contenido en el suelo.A = rea del pico obtenido.b = ordenada al origen.m = pendiente.Calcular la concentracin final de COT de la muestra de suelo mediantela siguiente ecuacin:COT (mg / kg de suelo seco) = CO (mg) * 1 000 / P * FHCOT = carbono orgnico total (mg / kg de suelo seco).CO = carbono orgnico (mg).P = cantidad de suelo (0.1 g a 0.5 g).1 000 = factor de correccin de concentracin (1 000 g = 1 kg).FH = factor de correccin de humedad = (1-(%humedad/100)).A partir del contenido total de carbono orgnico se puede estimar el contenidode materia orgnica (tabla 4.6); suponiendo de forma convencionalque la materia orgnica contiene 58% de carbono. As, el contenido decarbono orgnico se multiplica por el factor 1.724 para obtener el contenidode materia orgnica (Len y Aguilar, 1987).Tabla 4.6 Interpretacin del contenido de materia orgnica en suelo.4.5 Fsforo solubleEl fsforo elemental (P) no se encuentra en estado libre en la naturalezaporque se oxida muy fcilmente; sin embargo, son muy comunes losManual de tcnicas de anlisis de suelosMateria orgnica (%)Clase Suelos volcnicos Suelos no volcnicosMuy bajo < 4.0 < 0.5Bajo 4.1 - 6.0 0.6 - 1.5Medio 6.1 - 10.9 1.6 - 3.5Alto 11.0 - 16.0 3.6 - 6.0Muy alto > 16.1 > 6.031compuestos orgnicos y principalmente minerales que contienen fsforo.En trminos generales, el fsforo del suelo se clasifica en fsforoorgnico e inorgnico, dependiendo de la naturaleza de los compuestosque forme. La forma orgnica se encuentra en el humus y la materiaorgnica, y sus niveles en el suelo pueden variar desde 0 hasta mayoresque 0.2%. La fraccin inorgnica est constituida por compuestos dehierro, aluminio, calcio y flor, entre otros, y normalmente son msabundantes que los compuestos orgnicos. Solo una pequea parte delP aparece en solucin en suelo (< 0.01-1 mg L-1).El P es un macronutrimento esencial para las plantas y los microorganismos,junto con el nitrgeno y el potasio. Puede ser un nutrimentolimitante, ya que es un componente de los cidos nucleicos y de los fosfolpidos.Los anlisis de P sirven fundamentalmente para el control dela dosificacin de productos qumicos en tratamientos de agua o suelos,o como un medio para determinar que un sistema presenta contaminacinpor exceso de este compuesto (Muoz et al., 2000).MtodoPara la medicin del P soluble se utiliza el mtodo de Bray (desarrolladopor Bray y Kurtz, 1945), el cual fue modificado en la parte de extraccindel P. La cuantificacin se lleva a cabo por colorimetra. Este mtodo seemplea como ndice del P aprovechable en suelos con pH neutro y cido(NOM-021-RECNAT-2000). Para suelos neutros y alcalinos se utiliza elmtodo Olsen.FundamentoEste mtodo se basa en la extraccin de las formas de fsforo fcilmentesolubles, principalmente fosfatos de calcio y una fraccin de los fosfatosde aluminio y fierro, con la combinacin de cido clorhdrico yfluoruro de amonio. El fluoruro de amonio disuelve los fosfatos debidoa la formacin de un in complejo con estos compuestos, cuando seencuentran en solucin cida. Este mtodo ha dado buenos resultadosen suelos cidos y aceptables en suelos con pH neutros.El lmite de deteccin de la tcnica va de 1 a 10 ppm de P y en caso detener extractos ms concentrados se recomienda hacer las dilucionesnecesarias para obtener mediciones de absorbancia entre 0.02 y 0.5.Anlisis fsicos y qumicos en suelo32InterferenciasLos detergentes que contienen fosfatos pueden interferir en la cuantificacindel P, por lo que se recomienda no utilizarlos para lavar elmaterial.Material y equipo Muestra de suelo (1 g) seco y molido en un mortero. Vasos de precipitado. Pipetas de 1, 5 y 10 ml. Matraces aforados de 0.5 y 1 L. Espectrofotmetro visible. Probeta de 250 ml. Botellas de polipropileno 1 L. Tubos de ensayo de 10 ml. Tubos de plstico para centrfuga de 15 ml. Gradillas. Vrtex. Centrifuga. Matraz Erlenmeyer de 1 y 2 L. Frascos de vidrio mbar con tapa esmerilada.Nota: Para llevar a cabo esta determinacin deber utilizarse material de vidrioPirex, y guardar el agua y los reactivos en frascos neutros o de Nalgene. El aguaempleada deber ser libre de fsforo, ya sea bidestilada o desmineralizada. Esrecomendable vaciar el agua del garrafn a envases de Nalgene neutros.Previamente a la realizacin de esta tcnica, todo el material que se utilice parapreparar los reactivos y realizar los anlisis deber dejarse por lo menos cincominutos en mezcla crmica y despus enjuagar con agua bidestilada. No usar ningntipo de detergente para el lavado del material de cristalera o bien utilizarjabn libre de fosfatos. En caso de usar este ltimo ya no es necesario lavar el materialcon mezcla crmica.Soluciones y reactivos1) Mezcla crmica: Pesar 100 g de dicromato de potasio (2Cr2O7) ydisolver en 1 L de agua destilada. Calentar hasta la completa disolucindel reactivo. Dejar enfriar la solucin y agregar gota a gota 100 mlde cido sulfrico concentrado (H2SO4).2) Solucin madre de fluoruro de amonio (NH4F) 1 N: Pesar 37 g deManual de tcnicas de anlisis de suelos33fluoruroen un recipiente de polipropileno.3) cido clorhdrico (HCl) 0.5 N: Diluir 20.2 ml HCl concentrado hastacompletar un volumen de 500 ml con agua destilada.4) Solucin extractora: Agregar 460 ml de agua destilada a 15 ml de solucinmadre de fluoruro de amonio y 25 ml de solucin de cido clorhdrico0.5 N. Esto nos da una solucin 0.03 N de fluoruro de amonio y0.025 N de cido clorhdrico. La solucin final debe ser almacenada enun recipiente de polipropileno perfectamente tapado, de esta forma seconserva hasta un ao.5) Solucin de cido clorhdrico (HCl) 10 N: En un matraz aforado de500 ml colocar 80 ml de agua destilada y adicionar lentamente y porlas paredes del matraz 404 ml de cido clorhdrico concentrado (HCl),al final completar un volumen de 500 ml con agua destilada.Nota: tener mucho cuidado al preparar esta solucin, se debe hacer en una campanade extraccin y sobre un bao de hielo.6) Solucin de molibdato de amonio-cido clorhdrico: Pesar 15 g de molibdatode amonio tetrahidratado ((NH4)6Mo7O24.4H2O) y disolver en 350ml de agua destilada. Aadir lentamente y con agitacin constante300 ml de cido clorhdrico 10 N. Enfriar a temperatura de laboratorioy aforar a 1 L con agua destilada. Mezclar bien y guardar en frascombar con tapn esmerilado. Esta solucin debe ser preparadacada dos meses.7) Solucin madre de cloruro estaoso: Pesar 5 g de cloruro estaoso dihidratado(SnCl2. 2H2O) y disolver en 12.5 ml de cido clorhdrico concentrado(HCl). Calentar a bao Mara hasta que se disuelva bien. Guardaren el refrigerador en frasco mbar con tapn esmerilado, pues de estaforma se conserva seis semanas mximo.8) Solucin de cloruro estaoso diluida: Agregar 33 ml de agua destiladaa 0.1 ml de solucin madre de cloruro estaoso o 0.3 por 99 ml deagua. Esta solucin debe ser preparada cuatro horas antes de su uso.9) Solucin tipo de fosfato (100 mg/ml): Pesar 0.4389 g de fosfato depotasio monobsico (KH2PO4), disolver en agua destilada y aforar a1 L. Un mililitro de esta solucin contiene 100 ppm de fsforo.10) Agua bidestilada o desmineralizada.Anlisis fsicos y qumicos en suelo34Procedimiento1) Pesar 1 g de suelo previamente seco y molido, y colocarlo en un tubopara centrfuga de 15 ml.2) Agregar 7 ml de solucin extractora, agitar con vrtex de tal maneraque se mezcle bien el suelo y la solucin extractora.3) Centrifugar las muestras durante 10 minutos a 6 000 rpm.4) Del sobrenadante tomar 1 ml y colocarlo en un tubo de vidrio, agregar6 ml de agua destilada y 2 ml de la solucin de molibdato y mezclarbien.5) Agregar 1 ml de solucin de cloruro estaoso diluido (que debe prepararseal momento) y nuevamente mezclar.6) Pasados 10 minutos leer la absorbancia en el espectrofotmetro a unalongitud de onda de 640 nm. Todas las lecturas debern terminarseantes de 20 minutos.Nota: En caso de que las muestras tengan un alto contenido de fsforo debenhacerse las diluciones apropiadas con el extracto (sobrenadante), de tal maneraque los valores de absorbancia estn dentro de la curva de calibracin. O bien sepuede iniciar la extraccin con 0.5 g de suelo.7) Cada vez que se lea un lote de muestras realizar un blanco de lasiguiente manera: Poner 1 ml de H2O destilada y 1 ml de solucinextractora, agregar 5 ml de agua destilada y 2 ml de solucin de molibdatode amonio, mezclar bien y agregar 1 ml de la solucin de cloruroestaoso, finalmente mezclar otra vez.8) Para construir la curva patrn hacer las diluciones correspondientesde la solucin tipo de fosfato, llevando el volumen a 100 ml, y considerarlas proporciones de la tabla 4.7.Curva patrn. Colocar 1 ml de cada una de las diluciones (ppm) de lasolucin tipo de fosfato en los tubos. Agregar 1 ml de la solucinextractora, 5 ml de agua destilada y 2 ml de solucin de molibdato deamonio. Posteriormente 1 ml de solucin de cloruro estaoso diluido ymezclar bien.Finalmente hacer las lecturas y terminarlas antes de 20 minutos.Manual de tcnicas de anlisis de suelos35Tabla 4.7 Concentracin de fosfato para realizar la curva patrn de fsforo.En la tabla 4.8 se muestran valores de fsforo que determinan la calidadde un suelo.Tabla 4.8 Criterios para determinar la calidad de un suelo en cuanto a su contenidode fsforo. (NOM-021-RECNAT-2000).4.6 Nitrgeno totalIntroduccinEl nitrgeno es un elemento indispensable para la vida, forma parte delas principales biomolculas de todos los seres vivos. Es tambin uno de loselementos ms abundantes de la Tierra, pues en su forma gaseosa (N2)constituye 78% de la atmsfera. Sin embargo, la cantidad de nitrgenopresente en muchos suelos es escasa, debido a su propia dinmica y asu ciclo biogeoqumico. El nitrgeno puede llegar al suelo gracias a losAnlisis fsicos y qumicos en sueloConcentracin (ppm) ml de solucin tipo de fosfatos10 109 98 87 76 65 54 43 32 21 1Categora Valor (mg kg-1)Bajo < 5.5Medio 5.5 -11Alto > 1136aportes de materia orgnica y a la fijacin bacteriana a partir del aire.Dentro del suelo es aprovechado por las plantas, animales y microorganismosque lo incorporan a sus tejidos. Cuando dichos organismos semueren, el nitrgeno reingresa al suelo completando el ciclo. Este ciclo escomplejo e involucra una serie de reacciones y organismos con diferentesmetabolismos. Siempre comienza con compuestos orgnicos sencillos(NH4+, NO2-, NO3-, N2, NH3) y termina con compuestos orgnicos complejos;que a travs de la descomposicin regresan a la etapa de compuestossencillos.En los microorganismos la carencia de nitrgeno puede afectar el crecimiento,por lo que la poblacin microbiana no tendr un desarrollo ptimo.En contraste, demasiado nitrgeno permite el crecimiento microbianorpido y acelera la descomposicin; pero puede crear problemas de oloren condiciones anaerobias. Adems, el exceso de nitrgeno puede ser liberadocomo amoniaco; en tanto que el nitrgeno aprovechable escapar enforma de gas. Para la mayora de los materiales una relacin C/N cercanaa 10:1 mantendr estos elementos en equilibrio aproximado. En lossuelos normalmente el contenido de nitrgeno vara de 0.05 a 2% en susdiferentes formas.MtodoLa determinacin de nitrgeno total se realiza con el mtodo Micro-Kjeldahl (Modificado por Bremner, 1965).FundamentoEl mtodo Kjeldahl comprende tres fases fundamentales:1) Digestin de la muestra. La muestra de suelo se somete a una digestinpor calentamiento con cido sulfrico y por una mezcla de salesque aceleran y facilitan tanto la oxidacin de la materia orgnica comola conversin de todas las formas de nitrgeno en N+3, que en mediocido se encuentran en forma de radical amonio (NH4+); es decir, sellevan las formas orgnicas a formas minerales de nitrgeno.2) Destilacin. Una vez transformado el nitrgeno en NH4+, se exponea una base fuerte como el hidrxido de sodio para formar hidrxidode amonio, que por la accin del calor se descompone en amoniaco(NH3) y agua.3) Valoracin. El amoniaco desprendido por la reaccin se recoge en unManual de tcnicas de anlisis de suelos37volumen conocido de solucin valorada de cido brico y por comparacincon un blanco se determina la cantidad de cido que reaccioncon el NH3.Material y equipo Muestra de suelo seco y molido con un mortero. Balanza analtica. Matraces Kjeldahl. Vasos de precipitados. Probetas. Digestor. Matraz aforado de 1 L. Matraces Erlenmeyer de 1 L. Perlas de ebullicin. Pipeta. Destilador. Bureta. Soporte universal con pinza.Soluciones y reactivos1) Solucin de cido brico con indicador. Pesar 20 g de cido brico(H3BO3) y disolver en 750 ml de agua destilada. Calentar para la completadisolucin del cido. Dejar enfriar y agregar 20 ml de la siguientemezcla de indicadores: 0.099 g de verde de bromocresol y 0.066 gde rojo de metilo disueltos en 100 ml de alcohol etlico al 96%. El pHde la mezcla debe de ser de 5.0, si es ms cido agregar algunas gotasde solucin de hidrxido de sodio 0.1 N, hasta que la solucin adquierauna coloracin prpura o alcance el pH indicado. Completar elvolumen a 1 L con agua destilada y mezclar.2) Solucin de hidrxido de sodio 0.1 N: Pesar 4 g de hidrxido de sodio(NaOH), disolver en agua destilada y aforar a 1 L.3) Mezcla de catalizadores: pesar 62.5 g de sulfato de potasio (KSO4) y6.25 g de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4.5H2O). Homogeneizarla mezcla.4) Solucin de hidrxido de sodio 10 N: Pesar 200 g de hidrxido desodio (NaOH), disolver en agua destilada y aforar a 500 ml. El aguapara preparar la solucin debe ser hervida previamente para eliminarel CO2, dejndola enfriar antes de agregarla.Anlisis fsicos y qumicos en suelo385) Solucin de cido sulfrico 0.01 N: Diluir 0.28 ml de cido sulfricoconcentrado (H2SO4) hasta completar un volumen de 1 L con aguadestilada. La concentracin del cido debe ser estandarizada con lasolucin valorada de carbonato de sodio.6) Solucin valorada de carbonato de sodio: Pesar 0.25 g de carbonatode sodio (NaCO3), previamente secado en la estufa durante 2 horas a105oC, disolver en agua destilada y aforar a 50 ml.7) Solucin de anaranjado de metilo: Pesar 0.1 g de anaranjado de metilo,disolver en agua destilada y aforar a 100 ml.Valoracin de la normalidad del cido sulfrico 0.01 N: Tomar 3 alcuotas de 10 ml de la solucin de NaCO3. Agregar 5 o 6 gotas de anaranjado de metilo como indicador. Titular con la solucin de cido sulfrico 0.01 N. Calcular la normalidad real sustituyendo en la siguiente frmula:Normalidad del H2SO4 = (0.050 g/ 53) X (1/ Promedio de ml gastadosen las tres alcuotas).8) cido sulfrico concentrado (H2SO4).9) Granallas de zinc.ProcedimientoA. Digestin.1) Pesar una muestra de suelo de 0.25 a 1 g, que depender de la materiaorgnica contenida en el suelo, entre ms materia orgnica tengaun suelo menos sern los gramos de muestra.2) Colocar la muestra de suelo en un matraz Kjeldahl seco.3) Adicionar 2 g de mezcla de catalizadores.4) Agregar 5 ml de cido sulfrico concentrado.5) Poner a calentar en el digestor a una temperatura media, hasta que lamuestra se torne clara. La temperatura debe ser regulada de modo quelos vapores de cido sulfrico se condensen en el tercio inferior delcuello del matraz Kjeldahl.6) Hervir la muestra por una hora a partir de ese momento.7) Una vez terminada la digestin, apagar el digestor y tapar con unfrasco los matraces para dejar enfriar.Manual de tcnicas de anlisis de suelos39B. Destilacin.1) Aadir al matraz Kjeldahl fro 25 ml de agua destilada y mezclarvigorosamente hasta una disolucin completa.2) Transferir el lquido a un matraz Erlenmeyer de 500 ml. Colocar de 5a 6 perlas de ebullicin.3) Adicionar 3 granallas de zinc. Aadir 15 ml de la solucin de hidrxidode sodio 10 N, sosteniendo el matraz inclinado de modo que sedeposite en el fondo.4) Colocar en la salida del aparato de destilacin un vaso de precipitadosde 50 ml, que contenga 10 ml de la solucin de cido brico msindicador.5) Conectar el flujo de agua e iniciar la destilacin. Destilar hasta que elvolumen alcance la marca de 20 ml en el vaso de precipitados de 50 ml.Una vez alcanzado dicho volumen, retirar el matraz y apagar el aparato.6) Titular el nitrgeno amoniacal con la solucin de cido sulfrico 0.01 Nhasta que vire de verde a rosado fuerte.7) Realizar un blanco siguiendo los pasos del 3 al 15.ClculosCalcular la concentracin de nitrgeno, sustituyendo en la siguientefrmula:Donde:T = ml de cido sulfrico valorado gastados en la muestra.B = ml de cido sulfrico valorado gastados en el blanco.N = normalidad exacta del cido sulfrico.S = peso de la muestra de suelo.Anlisis fsicos y qumicos en sueloNitrgeno (%) =(T - B) X N X 1.4S40En la tabla 4.9 se presentan valores de nitrgeno que sirven para evaluarla calidad de un suelo.Tabla 4.9 Criterios para evaluar un suelo con base en su contenido de nitrgeno total(Moreno, 1978).4.7 Amonio intercambiableIntroduccinLos microorganismos participan de forma importante en el ciclo delnitrgeno en el suelo, debido a que realizan la fijacin del nitrgeno,nitrificacin y desnitrificacin, as como su inmovilizacin. Se reportancomo fracciones predominantes al amonio y nitratos (Foster, 1995;Maynard y Kalra, 1993).En el caso de los derrames de hidrocarburos, la relacin C/N aumenta significativamente;la adicin de nitrgeno inorgnico permite balancearla yestimular la biodegradacin al satisfacer los requerimientos de sntesis deaminocidos, protenas, purinas, cidos nucleicos, aminoazcares y vitaminasque en conjunto representan el contenido de nitrgeno en alrededorde 10% del peso celular seco de los microorganismos (Graham et al.,1999; Smith et al., 1998). Sin embargo, en la literatura existen discrepanciassobre el efecto de la estimulacin, que se pueden atribuir a la variabilidady compleja composicin de los suelos y a otros factores como altas reservasde nitrgeno o adiciones excesivas (Bossert y Bartha, 1984; Leahy yColwell, 1990; Walworth et al., 1997). Comnmente se evala al amoniointercambiable por representar la fuente de nitrgeno ms directamentedisponible para su incorporacin en aminocidos, sin requerir ser oxida-Manual de tcnicas de anlisis de suelosCategora Valor (%) de nitrgeno en sueloExtremadamente pobre < 0.032Pobre 0.032 - 0.063Medianamente pobre 0.064 - 0.095Medio 0.096 - 0.126Medianamente rico 0.127 - 0.158Rico 0.159 - 0.221Extremadamente rico > 0.22141do o reducido (Gaudy y Gaudy, 1981). Adicionalmente, se recomiendacuantificar nitratos para complementar la fraccin de nitrgeno inorgnicosusceptible de ser empleado por los microorganismos.El amonio intercambiable se define como el amonio que puede extraersecon una solucin neutra de in potasio a temperatura ambiente. Las salesde potasio utilizadas comnmente son K2SO4 0.05 M y KCl de 0.1 a 2 M;la capacidad de extraccin depende del tipo de sal y su concentracin.Posteriormente se cuantifica el amonio en el extracto, para lo cual seemplea una gran variedad de mtodos: tcnicas colorimtricas manuales,microdifusin, destilacin con arrastre de vapor, anlisis de inyeccin deflujo y electrodo de in selectivo (Maynard y Kalra, 1993).MtodoDeterminacin de amonio intercambiable en suelo por extraccin con clorurode potasio (KCl 1M) y determinacin por electrodo de in selectivo.FundamentoSe recupera el amonio extrable con KCl 1 M y se cuantifica por mediode un electrodo de in selectivo, que consta de una membrana hidrofbicapermeable al gas, permitiendo separar la solucin de la muestra dela solucin interna del electrodo (el lquido no penetra la membrana). Elamoniaco de la muestra en solucin se difunde a travs de la membrana,hasta que la presin parcial del amoniaco es la misma en amboslados de la membrana. As, para las muestras la presin parcial del amoniacoes proporcional a su concentracin y sta a su vez se encuentra enequilibrio con el in amonio.Material y equipo Estufa. Mortero. Balanza. Centrfuga. Potencimetro con electrodo in selectivo. Tubos Falcon para centrfuga o equivalente. Vrtex. Pipetas. Matraces volumtricos.Anlisis fsicos y qumicos en suelo42Reactivos y soluciones Cloruro de potasio (KCl) 1M. Solucin extractora. Pesar 74.56 g de KCldisolver en agua destilada y aforar a volumen de 1 L. Hidrxido de sodio (NaOH) 10N. Disolver 400 g de NaOH en agua.Enfriar y diluir a 1 L. Solucin patrn. 1 000 mg NH4/L. Secar NH4Cl por una hora a100oC. Pesar 3.027 g, disolver en agua y diluir a 1 L.ProcedimientoA. Extraccin.1) Secar el suelo a temperatura ambiente (25-30oC) y moler en un mortero.2) Pesar 10 g del suelo molido, colocarlos en un tubo (Falcn para centrfugao equivalente); posteriormente, agregar gradualmente 30 mlde KCl 1M, mezclando intensamente en vrtex durante un minuto.Centrifugar a 8 000 rpm por 10 minutos y recuperar el sobrenadante.Aproximadamente 25 ml sern utilizados para el anlisis delamonio.Nota: La determinacin de amonio intercambiable en el presente mtodo permitetambin extraer con la solucin extractora (KCl 1M) a los iones nitrito y nitrato.Con la diferencia que el amonio se cuantifica por electrodo de in selectivo ylos iones nitrito y nitrato por electroforesis capilar (EIC).B. Cuantificacin.1) Tomar 25 ml del sobrenadante de la extraccin, adicionar 0.45 ml deNaOH 10N; bajo agitacin llevar a cabo la medicin de mV medianteelectrodo de in selectivo para amonio. Calcular de la curva estndar(de elaboracin reciente) la concentracin mg NH4/L.Curva patrn. Preparar por lo menos tres estndares segn rango de concentracinesperada en muestras. Es importante preparar siempre estndaresnuevos. Debern prepararse estndares entre 0.1 a 100 mg NH4/Len un volumen de por lo menos 25 ml, usando la solucin patrn1 000 mg NH4/L y como medio de disolucin KCl 1M. Para estndaresde 1, 10 y 100 mg NH4/L medir 0.05, 0.5 y 5 ml de solucin patrn y aforara 50 ml con KCl 1M. Al igual que las muestras, medir la diferencia depotencial en milivolts (mV). Construir grfica semilogartmica. Poner enManual de tcnicas de anlisis de suelos43el eje (x) logartmico la concentracin NH4/L y en el eje lineal (y) elpotencial del electrodo.ClculosPara convertir el resultado a concentracin en peso (mg NH4/kg suelo),en este caso se utiliza la siguiente relacin. Adems es necesario corregircon la humedad.mg NH4/ kg suelo = mg NH4/L * 3.InterpretacinEn la tabla 4.10 se proporciona la clasificacin de fertilidad de suelospor el contenido de nitrgeno inorgnico (nitrato y amonio).Tabla 4.10 Clasificacin de fertilidad de suelos en funcin del nitrgeno inorgnico(NOM-021-RECNAT-2000).Nota: La solucin extractora propuesta, as como las otras definidas para fertilidadde suelos, son representativas de la fraccin de amonio biodisponible paraplantas. Esta misma metodologa, en cuanto a extraccin y cuantificacin, seaplica en la remediacin de suelo. Sin embargo, no se ha establecido la solucinextractora que sea la ms adecuada de la fraccin biodisponible a los microorganismos,tampoco se ha generalizado un rango de concentraciones ptimas parala remediacin de suelos.Anlisis fsicos y qumicos en sueloClase N inorgnico en elsuelo (mg kg-1)Muy bajo 0 - 10Bajo 10 - 20Medio 20 - 40Alto 40 - 60Muy alto > 60444.8 Nitritos y nitratos intercambiablesIntroduccinLas fracciones minerales de nitrgeno son predominantemente amonioy nitratos, mientras que los nitritos son rara vez detectados en el suelo,incluso su determinacin es normalmente injustificada excepto en suelosneutros y alcalinos que reciben amonio o fertilizantes liberadores deamonio (Foster, 1995; Maynard y Kalra, 1993).Al igual que el amonio, los nitritos se pueden emplear para estimular labiodegradacin de hidrocarburos contaminantes al balancear la relacinC/N (Brook et al., 2001; Walworth y Reynolds, 1995). Diferencindosepor lixiviarse ms fcilmente por su carga negativa, especialmente ensuelos arcillosos. Los nitratos, adems de ser una fuente de nutrientes,son aceptores de electrones en condiciones limitadas de oxgeno.En la determinacin analtica de nitratos en suelos, varias solucionesextractoras se han empleado para su separacin del suelo. Entre stas seencuentra el agua; KCl de 1 a 2 M; CaCl2 0.01 M; NaHCO3 0.5 M; solucinde CaSO4.2H2O al 0.35% con 0.03 M de NH4F y 0.015 M H2SO4;CuSO4 0.01 M; y CuSO4 0.01 M con Ag2SO4. De todas stas la solucinms comn es el KCl. Para la determinacin de las concentraciones denitritos y nitratos en el extracto se utilizan diferentes mtodos que incluyentcnicas colorimtricas, microdifusin, vapor de destilacin, anlisisde inyeccin de flujo, cromatografa de iones y electrodo de in selectivo(Maynard y Kalra, 1993).MtodoDeterminacin de nitritos y nitratos intercambiables en suelo por extraccincon cloruro de potasio (KCl 1M) y determinacin por electroforesisin capilar (EIC).FundamentoLos nitritos y nitratos solubles se extraen del suelo con una solucin deKCl 1 M y se cuantifican por electroforesis capilar, previa filtracin delextracto a travs de una membrana de 0.45 m, para proteger el equipode precipitados y material slido. La mayora de los instrumentos (EIC)emplean como detector primario al UV, pero la mayora de aniones yManual de tcnicas de anlisis de suelos45todos los cationes no son activos al UV. En el analizador in capilar seemplea un electrolito a base de cromato de sodio y la deteccin es porabsorcin UV indirecta (ASTM D1498-00, 2000; Krol et al., 2000; US EPA6500, 1998; US EPA 4140, 1998).Material y equipo Estufa. Mortero. Balanza. Centrfuga. Analizador in capilar. Tubos Falcon para centrfuga o equivalente. Vrtex. Pipetas. Matraces volumtricos. Filtro con membrana de 0.45 m.Reactivos y soluciones Solucin extractora. Cloruro de potasio (KCl) 1M. Pesar 74.56 g de KCldisolver en agua destilada y aforar a volumen de 1 L. Medio de dilucin de estndares. Cloruro de potasio (KCl) 0.0037M.Medir 0.915 ml de la solucin KCl 1M y aforar a 0.25 L. Solucin para lavado de columna. Hidrxido de sodio (NaOH) 0.1N.Pesar 0.4 g de NaOH disolver en agua desionizada y diluir a 100 ml. Solucin patrn de nitrato (NO3) 1 000 mg L-1. Pesar 1.37 g de NaNO3,disolver en agua desionizada en un volumen de 1 L. Solucin patrn de nitrito (NO2) 1 000 mg L-1. Pesar 1.5 g de NaNO2,disolver en agua desionizada en un volumen de 1 L. Electrolito. Base de cromato de sodio 0.1 M. 4.6 ml de solucin OFManin-BT (Water CIA-pak), 9.2 ml de cromato de sodio 0.1 M en 200 mlde agua desionizada grado MiliQ.ProcedimientoA. Extraccin.1) Secar el suelo a temperatura ambiente (25-30oC) y moler en un mortero.2) Pesar 10 g del suelo molido, colocarlos en un tubo (Falcn para centrfugao equivalente), posteriormente agregar gradualmente 30 ml de KCl 1M,mezclando intensamente en vrtex durante un minuto. Centrifugar aAnlisis fsicos y qumicos en suelo468 000 rpm por 10 minutos y recuperar el sobrenadante. Aproximadamente1 ml ser utilizado para el anlisis de nitrato y nitrito.Nota: Este procedimiento de extraccin permite la obtencin de sobrenadantepara la determinacin de amonio intercambiable, con la diferencia de requerirse25 ml para la determinacin del amonio con otro protocolo de cuantificacin (verseccin 4.7).B. Cuantificacin.1) Realizar una dilucin inicial 0.5/5 (0.5 ml de sobrenadante en 4.5 mlde agua desionizada); a partir de sta hacer una segunda dilucin0.2/5 (0.2 ml de la primera en 4.8 ml de agua desionizada). Esta ltimase debe filtrar a travs de una membrana de 0.45 m y, posteriormente,colocar 0.5 ml del filtrado en viales para el anlisis por electroforesiscapilar.2) Condiciones del equipo (CIA).Temperatura: 25C.Voltaje: 15kV con fuente de poder negativa.Deteccin: UV indirecta a 254 nm.Columna: Capilar de 75 m (di) x 375 m (de) x 60 cm (largo).Curva patrn. Elaboracin de la curva estndar para nitrato (NO3).Deber preparar estndares entre 5 a 80 mg NO3/L a partir de la solucinpatrn 1 000 mg NO3/L y como medio de disolucin KCl 0.0037M.El tiempo de corrida durante el anlisis debe ajustarse a 4.5 minutos.Elaboracin de la curva estndar para nitrito (NO2). Deber prepararestndares entre 5 y 80 mg NO2/L, a partir de la solucin patrn1 000 mg NO2/L y como medio de disolucin KCl 0.0037M. El tiempode corrida durante el anlisis debe ajustarse a 4.5 minutos.ClculosPara calcular la concentracin final en mg L-1 deber tomarse en cuentala relacin de diluciones. Finalmente, para convertir el resultadomg L-1 a concentracin en peso (mg kg-1), se utiliza la siguiente relacin.Adems es necesario corregir con la humedad.mg anin/kg suelo = mg anin /L * 3.Manual de tcnicas de anlisis de suelos47InterpretacinLa clasificacin de fertilidad de suelos por el contenido de nitrgenoinorgnico (nitrato y amonio) se muestra en la tabla 4.11.Tabla 4.11 Clasificacin de fertilidad de suelos por el contenido de nitrgeno inorgnico.Nota: Los valores de la tabla 4.11 corresponden a fertilidad de suelos del nitrgenobiodisponible para plantas; por lo que junto al amonio se debe interpretar elcontenido de nitrgeno inorgnico en funcin a la capacidad extractiva de lasolucin empleada, y evaluar si es un parmetro que permita definir los requerimientosnutricionales de los microorganismos en los procesos de biodegradacinde hidrocarburos.4.9 SulfatoIntroduccinEl sulfato es la principal forma inorgnica de azufre en la mayora delos suelos, aunque pueden estar presentes las formas elementales y ensulfuro bajo condiciones predominantemente anaerobias. Otras formasoxidadas como tiosulfatos, tetrationato o sulfito tambin pueden estarpresentes en el suelo, pero slo como intermediarios durante la oxidacino reduccin del sulfuro. Los sulfatos pueden estar presentes enformas solubles, adsorbidos en la superficie del suelo o como salesinsolubles (yeso o asociados con carbonato de calcio). Tericamente elsulfato biodisponible en fertilidad de suelos es el adsorbido y el soluble,mientras que el insoluble no se considera directamente disponible(Kowalenko, 1993).Anlisis fsicos y qumicos en sueloClase N inorgnico en elsuelo mg kg-1Muy bajo 0 - 10Bajo 10 - 20Medio 20 - 40Alto 40 - 60Muy alto > 6048Diferentes soluciones extractoras se han empleado en las determinacionesde sulfato en suelo, entre ellos se reportan el agua, acetatos, carbonatos,cloruros, fosfatos, citratos y oxalatos. Para cuantificar slo elsulfato soluble, la eleccin terica es el agua; sin embargo, comnmentese emplea una solucin salina dbil en bajas concentraciones, comoel cloruro de calcio para flocular el suelo y para poder disminuir materiaorgnica coloreada; o el cloruro de litio que presenta el efecto benficoadicional de inhibir la actividad microbiana. Para recuperar todoel sulfato adsorbido se recomienda una alta relacin extractante:suelo, e incrementar el pH por arriba de 6.5 para neutralizar las cargaspositivas que establecen la adsorcin del sulfato al suelo, y a su vezevitar una extraccin cida de porciones de yeso o sulfato asociado acarbonatos. Sin embargo, a pH altos tambin se extrae materia orgnicacoloreada (Kowalenko, 1993).Se han desarrollado varios mtodos para la cuantificacin de iones:turbidimtricos, volumtricos, gravimtricos o colorimtricos despusde precipitar al sulfato como sulfato de bario o despus de la reduccincida a sulfuro. Otros mtodos emplean cromatografa de iones, plasmainductivamente acoplado y flourescencia de rayos X.El mtodo que se describe a continuacin emplea la electroforesis incapilar (EIC), que es una tecnologa de separacin relativamente nueva(1990) para el anlisis de iones inorgnicos y orgnicos en solucinacuosa (ASTM D6508, 2000; Krol et al., 2000; US EPA 6500, 1998; US EPA4140, 1998b).MtodoDeterminacin de sulfatos extrables en suelo con bicarbonato desodio (NaHCO3) 0.5 M y determinacin por electroforesis in capilar(EIC).FundamentoSe extrae al sulfato que se encuentra en suelo en forma soluble y adsorbidocon NaHCO3 0.5 M y se cuantifica por electroforesis capilar. Lamayora de los instrumentos (EIC) emplean al detector UV como primario,pero la mayora de aniones y todos los cationes no son activos alUV. En el analizador in capilar se emplea un electrolito a base de cro-Manual de tcnicas de anlisis de suelos49mato de sodio, y la deteccin por absorcin UV indirecta (ASTM D6508,2000; Krol et al., 2000; US EPA 6500, 1998; US EPA 4140, 1998).Material y equipo Estufa. Mortero. Balanza. Centrfuga. Analizador in capilar. Tubos Falcon para centrfuga o equivalente. Vrtex. Pipetas. Matraces volumtricos. Filtros de membrana de 0.45 m.Reactivos y soluciones1) Solucin extractora. Bicarbonato de sodio (NaHCO3) 0.5 M. SecarNaHCO3 por una hora a 100oC. Pesar 42 g, disolver en agua y diluira 1 L.2) Medio de dilucin de estndares. Bicarbonato de sodio (NaHCO3)0.004 M. Medir 8 ml de la solucin NaHCO3 0.5 M y diluir en 1 L.3) Solucin para lavado de columna (CIA). Hidrxido de sodio (NaOH)0.1N. Pesar 0.4 g de NaOH disolver en agua desionizada y diluir a100 ml.4) Solucin patrn de sulfato (SO4) 1 000 mg L-1. Sulfato de sodio(Na2SO4). Pesar 1.479 g de Na2SO4, disolver en agua desionizada enun volumen de 1 L.5) Electrolito. Base de cromato de sodio 0.1 M. 4.6 ml de solucin OFManin-BT (Water CIA-pak), 9.2 ml de cromato de sodio 0.1 M en 200 mlde agua desionizada grado MiliQ.ProcedimientoA. Extraccin.1) Secar el suelo a temperatura ambiente (25-30oC) y moler en un mortero.2) Pesar 1g del suelo, colocarlo en un tubo (Falcon para centrfuga o equivalente),agregar gradualmente 3 ml de NaHCO3 0.5M, mezclandointensamente en vrtex durante un minuto. Centrifugar a 8 000 rpmpor 10 minutos y recuperar el sobrenadante.Anlisis fsicos y qumicos en suelo50B. Cuantificacin.1) Realizar una dilucin inicial 2:5 (2 ml de sobrenadante y 3 ml de aguadesionizada), a partir de sta hacer una segunda dilucin 0.2:5 (0.2 mlde la primera dilucin y 4.8 ml de agua desionizada). Esta ltima sefiltra a travs de una membrana 0.45. Transferir 0.5 ml en viales parael anlisis por electroforesis capilar (MeEC).2) Condiciones del equipo (CIA).Temperatura: 25oC.Voltaje: 15kV con fuente de poder negativa.Deteccin: UV indirecta a 254 nm.Columna: Capilar de 75 mm (di) x 375 mm (de) x 60 cm (largo).Curva patrn. Deber preparar estndares entre 5 a 80 mg SO4/L a partirde una solucin patrn de 1 000 mg SO4/L de HCO3 0.004 M. Los estndaresdeben de filtrarse a travs de una membrana 0.45 m, agua depurga y electrolito. El tiempo de corrida durante el anlisis debe ajustarsea 4.5 minutos.ClculosPara calcular la concentracin final en mg L-1 se debe considerar la relacinde diluciones. Finalmente, para convertir el resultado mg SO4/L aconcentracin en peso (mg SO4/kg suelo), en este caso, se utiliza lasiguiente relacin:mg SO4/ kg suelo = mg SO4/L * 3.Interpretacin.Las concentraciones de sulfato en suelos no contaminados comnmenteno son altas, se cuenta slo con una referencia de umbral tentativo delReino Unido de 100 a 200 mg kg-1 (ASTM DS64, 1996). Se debe tenercuidado especial en la interpretacin de suelos contaminados con residuosy recortes de lodos de perforacin impregnados con hidrocarburos,por la presencia de barita (BaSO4).Los mtodos de cuantificacin del sulfato, as como otros aniones, porlo general estn asociados a estudios de fertilidad de suelos, relacionandoa los aniones como biodisponibles para el crecimiento de plantas(sulfato soluble y adsorbido) (Kowalenko, 1993). Aunque es razonableManual de tcnicas de anlisis de suelos51considerar que la fraccin soluble en agua est biodisponible para losmicroorganismos, poco se puede intuir sobre la fraccin adsorbida y lainsoluble, para poder establecer qu fuerza extractante es la adecuadapara la extraccin del sulfato disponible. Algunos estudios realizadosen laboratorios del IMP (datos no proporcionados) muestran unamayor cuantificacin en la extraccin de sulfato con NaHCO3 0.5 M quecon KCl 1M y agua destilada durante cinticas de biodegradacin.4.10 Fe+2 y Fe+3IntroduccinEl hierro est presente en la biosfera en dos estados de oxidacin,Fe+2 y Fe+3, los cuales son termodinmicamente estables bajo condicionesanxicas y xicas, respectivamente. El Fe+3 se encuentra enuna amplia variedad de formas qumicas, como minerales altamentecristalinos: magnetita (Fe3O4), geotita (FeOOH), hematita (Fe2O3),vivianita (Fe3(PO4)2.8H2O) o ferrihidrita (Fe(OH)3), y minerales conpoca o ninguna estructura cristalina: oxihidrxidos amorfos (Hacheret al., 2001).Las bacterias reducen preferentemente los oxihidrxidos amorfos deFe+3 (Lovley y Phillips, 1987). El mtodo ms comnmente utilizadopara medir la concentracin de estos compuestos amorfos de Fe+3 ensuelos y sedimentos es la tcnica de extraccin con oxalato cido de amonio.Sin embargo este mtodo puede catalizar la disolucin de las formascristalinas que no son biodisponibles para las bacterias reductoras de Fe,y no distingue entre la fraccin cristalina y la amorfa. Un mtodo msselectivo para la extraccin de los oxihidrxidos amorfos de Fe+3 es latcnica de extraccin con hidroxilamina hidroclorada (Lovley y Phillips,1987; Byong-Hun et al., 2001).MtodoEste mtodo es aplicable para extraer Fe+2 y Fe+3 de muestras de suelocon una solucin cida y su cuantificacin por colorimetra.FundamentoLa prueba se basa en la extraccin de Fe+2 y Fe+3 en muestras de suelocon una solucin cida, y la medicin indirecta de los iones Fe+2,Anlisis fsicos y qumicos en suelo52mediante la cuantificacin del complejo colorido de amonio, disolver en agua destilada y aforar a 1 L. Guardar