contaminacion de aguas
TRANSCRIPT
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1Contaminacin de aguas Contaminacin de aguas
Relacionada con la actividad agrcola
Aguas subterrneas : aquferos
Aguas superficiales : arroyos, caadas, ros, lagos
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2Contaminacin o Polucin:
Derivada del uso de recursos como suelo y agua para producir alimentos, etc.
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3Polucin afecta:
Salud en humanos y animales
Calidad de productos agrcolas (provenientes de animales y plantas)
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4Contaminantes:
N-NO3-
Pesticidas (Herbicidas, Insecticidas,Fungicidas, etc.)
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5Contaminantes
De donde salen?
Fuentes de contaminacin?
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6N-NO3-
Fuentes de NO3- en los suelos:
Fertilizantes nitrogenados:orgnicos, amoniacales, ntricos
Mineralizacin de la materia orgnica del suelo
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7N-NO3-
Cual es la fuente de contaminacin mas importante, suelo o fertilizante?
En otros pases
En Uruguay
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8Pesticidas
Aplicacin de pesticidas
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9Contaminantes:
Pesticidas y N-NO3-
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Mecanismo de transporte
Mueven los contaminantes desde el suelo hacia el lugar final de contaminacin, las aguas profundas y/o superficiales.
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Mecanismos de transporte
Drenaje profundo (agua)
Escurrimiento superficial (agua)
Erosin (slidos)
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PRECIPITACIONPRECIPITACIONANUALANUAL
INFILTRACIONINFILTRACION
EVAPORACION
Escurrimientosuperficial
Movimiento deagua profunda
Drenajeprofundo
Zona radicular
Zona saturada
Acufero superficial
Capa impermeable
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Mecanismos de transporte
Importancia relativa depende:
Caractersticas del suelo
Caractersticas del contaminante
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Caractersticas de los suelos
Influyen:
en el camino que toma el agua
en la tasa de flujo del agua
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Caractersticas de los suelos
Texturas arcillosas dificultan la infiltracin del agua en el suelo.
Suelos de buena estructura favorecen la infiltracin del agua
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Materia Orgnica.
Suelos con alto nivel de materia orgnica retienen ms agua por unidad de volumen.
La materia orgnica tambin favorece la estructura del suelo.
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Pendiente
Posiciones de alta pendiente favorecen el escurrimiento superficial del agua en el suelo.
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Prcticas de manejo
Pueden llevar a cambios en: Erosin Infiltracin y escurrimiento Vas del agua en el suelo Materia orgnica Restos vegetales (rastrojos
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Zona de mezclado
Primeros centmetros del suelo donde se mezclan el agua de escurrimiento y las posibles sustancias contaminantes
Disqueado y enterrado por debajo de esta zona disminuyen las prdidas
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LLUVIAZona deMezclado
(2 cm)Escurrimiento
superficial (agua + suelo)
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Laboreo reducido
Reduce las prdidas de sedimentoReduce las prdidas de sedimento..
Sin embargo, las prdidas de agroqumicos no necesariamente disminuyen.
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Laboreo reducido
Lo que realmente disminuyen son las prdidas de material grueso.
Las prdidas de productos qumicos estn, en cambio, ms asociadas a la prdida de agua y material fino (arcilla y M.O.).
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Laboreo reducido
En general, la mayora de los pesticidas se pierden asociados al agua de escurrimiento.
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Laboreo reducido
Disminuye la incorporacin de pesticidas en el suelo, que es lo que ms protege a los agroqumicos de ser transportados con el agua y el sedimento.
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Macroporos
Cuevas de animales
Canales de lombrices
Canales de races en descomposicin
Grietas de expansin-contraccin
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Macroporos
Permiten el movimiento muy rpido del agua y productos qumicos en profundidad, especialmente si estn abiertos hacia la superficie.
Se habla de bypass: pasa rpidamente por el costado de la zona radicular, que es donde se produce la transformacin qumica y adsorcin de estos productos.
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Macroporos
Por este camino, an los pesticidas ms fuertemente adsorbidos pueden llegar al agua subterrnea.
Slo una fraccin del volumen del suelo participa de este movimiento preferencial.
Siempre algo de movimiento preferencial existe.
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Macroporos superficiales
Existen ms en situaciones de no-laboreo, porque el laboreo los rompe.
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Macroporos superficiales
Si una lluvia de poca intensidad hace penetrar el polutante dentro de la matriz del suelo, lluvias fuertes posteriores van a hacer un bypass del producto y este se va a lavar menos de lo previsible.
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Macroporos superficiales
Si las lluvias de alta intensidad se dan inmediatamente a la aplicacin del producto, posiblemente las prdidas por lixiviacin van a ser mayores.
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Macroporos superficiales
El movimiento preferencial y la mayor infiltracin generalmente explican la mayores prdidas de agroqumicos producidas en situaciones de no-laboreo.
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Formaciones geolgicas.
Acuferos cerca de la superficie sin una capa restrictiva sobre ella, son los ms sensibles a la contaminacin por agroqumicos.
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PRECIPITACIONPRECIPITACIONANUALANUAL
INFILTRACIONINFILTRACION
EVAPORACION
Escurrimientosuperficial
Movimiento deagua profunda
Drenajeprofundo
Zona radicular
Zona saturada
Acufero superficial
Capa impermeable
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Contaminante
Destino final depende del grado de: Adsorcion (al suelo)
Solubilidad (en agua)
Persistencia (degradable o no)
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Adsorcin
Se define por el coefficiente K:
Conc. polutante (ppm)- sedimento
K= ------------------------------------------------------------Conc. polutante (ppm) - solucion del suelo
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Adsorcin
A mayor K, mayor adsorcin
Sustancias con alto K permanecen con el slido
Sustancias con bajo K se mueven con el agua
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AdsorcinK depende de:
Caractersticas del producto
Caractersticas del suelo, como %M.O y %arcilla
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Adsorcin K representa el valor del factor de
adsorcin en un sitio especfico, depende del tipo de suelo
Koc representa el valor del factor de adsorcin corregido para un valor constante de carbono orgnico del suelo
Koc depende solo del producto:
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Adsorcin Calculo de K para una situacin
especifica:
K= [(Koc) (%M.O1.7)] 100
Una vez conocido K, podemos prever el camino o va de transporte para esa sustancia.
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40K
1000 100 10 1 0So
b
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)
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0K
1000 100 10 1 0
C
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(
%
)
0
25
50
75
100K
1000 100 10 1 0
Escurrimiento superficial(agua + sedimento)
Flujo subsuperficial(agua de infiltracion)
Pesticidas insolubles P-PO4- N-NH4
+ Pesticidasbasicos o neutros
Herbicidasacidos
N-NO3-
Concentracion en el sedimentoK= ------------------------------------------ Concentracion en la solucion
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Adsorcin
Sustancias fuertemente adsobidas(K>100).
Se pierden junto con el slido (erosin)
Control Reducir erosin
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Adsorcin
Sustancias moderadamenteadsobidas (K 1-100).
Se pierden con el agua de escurrimiento superficial.
Control Incorporacin de esta sustancias en el
suelo y reducir escurrimiento
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Adsorcin
Sustancias debilmente o noadsorbidas (K 0-1)
Se pierden con el agua de infiltracin profunda o drenaje profundo (lavado).
Control Aplicar dosis optima basado en un test de
anlisis , fraccionamiento, momento de aplicacin, aditivos.
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Solubilidad
Cantidad de una sustancia que permanece disuelta en agua
//www.fagro.edu.uy/fert/web
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Solubilidad
A mayor solubilidad, mayores perdidas por lavado (infiltracin profunda)
La excepcin, sustancias solubles pero con alto K (generalmente sustancias polares)
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Persistencia
Tiempo requerido para que una sustancia se disipe o desaparezca del ambiente (suelo, agua).
La descomposicin es uno de los principales mecanismos de disipacin y se mide por la vida media.
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Persistencia
Vida media:
Tiempo requerido para que la mitad de una sustancia se degrade o descomponga por la accin de procesos qumicos, bioqumicos o fotoqumicos.
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Dias desde la aplicacion
0 20 40 60 80 100
P
r
o
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m
a
n
e
n
t
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(
%
)
0
25
50
75
100
Baja persistencia Alta persistencia
Producto remanente (% ) = 100 (e-kT)T=Dias desde la aplicacionk=-(ln 0.5) + T(1/2)T(1/2) = Vida media de la sustancia
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Relaciones
Solubilidad y adsorcin generalmente estanrelacionadas en forma inversa
Una sustancia con muy bajo K y muy baja persistencia puede disiparse antes de lavarse
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Pesticidas ms contaminantesEnvironmental Protection Agency (USA)
Vida media mayor a 21 das Solubilidad mayor a 30 ppm Koc menor a 500.
Para un suelo con 3% de C.O. (5.1 % M.O.) = K de aprox. 10.
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Mejores Practicas de Manejo
(Best Management Practices o B.M.P.)Pretenden:
Minimizar el uso de agroqumicos, manteniendo la calidad del cultivo y protegiendo el medio ambiente.
Reducir el volumen de carriers (sedimentos o aguas)
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Mejores Practicas de Manejo
Pretenden reducir:
La concentracin de agroqumicos en loscarriers
La capacidad de transporte: Por ejemplo poniendo fajas empastadas o mediante la construccin de baados artificiales.
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Mejores Practicas de Manejo
Para reducir prdidas de nutrientes como N:
Expectativas de rendimiento razonables. Usar anlisis de suelo. Tener en cuenta la residualidad de
leguminosas. Emplear mltiples aplicaciones de N.
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Mejores Practicas de Manejo
Para reducir prdidas de Pesticidas:
Usar control mecnico. Usar pesticidas solo cuando es requerido. Aplicar herbicidas en banda. Calibrar el equipo aplicador.
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Perdidas de N-NO3-
Preocupacin por altos valores en el litoral
condiciones de exceso de agua en otoo-invierno
suelos en barbecho mineralizacin de N del suelo sin cultivo en mayo, suelos con 44 ppm de N-NO3- en Junio, 4 ppm de N-NO3-
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Perdidas de N-NO3-
Se pierden 40 ppm de N-NO3-, unos 100 kg N/ha.
Agua que infiltra, aprox. 100 mm (Garcia yCardellino, 1983).
Concentracin del agua de infiltracin:(100 kg N-NO3- / 1.000.000 kg/ha agua) x 1.000.000 = 100 ppm de N-NO3-
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25mmagua
10 ppm N-NO3- = 25 kg/ha N-NO3-
.
= 25 L/m2 = 250.000 L/haDrenaje profundo =
250000 kg/ha agua25 kg/ha N-NO3- x1.000.000=100 ppm N-NO3-
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Prdidas de N-NO3- (delfertiliz. o del suelo)
No solo afecta al medio ambiente
Prdida de producto y su funcin (prdida de inversin).
Prdida de rendimiento (prdida de entrada).
Prdida de energa , 1 kg de N = 2 L. de Diesel.
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Date (year-month)jun-95 oct-95 feb-96 jun-96 oct-96 feb-97 jun-97 oct-97 feb-98 jun-98
C
o
n
c
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1
)
0
10
20
30
40
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70 Crop Crop CropFallow Fallow Fallow
P
E
T
(
m
m
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y
-
1
)
0
50
100
150
200
250
300
-
60
Figura 1. Concentracin de NO3- en aguas superficiales
Fecha de muestreo (1996)
13/3 28/3 24/4 9/5 20/6 18/7
m
g
N
-
N
O
3
-
/
L
05
1015202530354045505560
Nivel Crtico
R.S.SalvadorR.S.JuanA del AguilaABizcochoCaada (Dolores)
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Concentracin de NO3- en pozos alejados
de fuentes locales de contaminacin
Fecha de muestreo (1996)
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
m
g
N
-
N
O
3
-
/
L
05
1015202530354045505560
Nivel Crtico
Dolores 1aDolores 2aDolores 4Curup 1Colonia 2
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Fecha de muestreo (1996)
13/3 28/3 24/4 9/5 20/6 26/6 18/7 13/9 26/9
m
g
N
-
N
O
3
-
/
L
05
1015202530354045505560
Nivel Crtico
Figura 3. Concentracin de NO3- en pozos cercanos a fuentes
locales de contaminacinDolores 1bDolores 2b
Colonia 1Curup 2
Dolores 3