“CONTAMINACIÓN POR PLOMO (Pb) EN PLANTAS Y SUELOS UBICADOS EN ÁREAS ADYACENTES A LA

CARRETERA CELENDIN – JOSE GALVEZ”

I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Frente a las exigencias actuales, en torno a los efectos de la contaminación ambiental y la dependencia hacia las fuentes de energía fósiles. Ahí el interés de investigar la problemática que causa la utilización de plomo en los vehículos motorizados que afectan especialmente en zonas cercanas de las carreteras y tierras de cultivos, donde concentraciones extremas pueden estar presentes. Los organismos del suelo también sufren envenenamiento por Plomo, tras la propagación de las partículas.

El Plomo ocurre de forma natural en el ambiente, pero las mayores concentraciones que son encontradas en el ambiente son debido a los seres humanos y la industrialización de las sociedades.

Tras la aplicación del plomo en gasolinas, el ciclo natural del Plomo es afectado, debido a que en los motores de los automóviles motorizados el Plomo es quemado, generando sales de Plomo (cloruros, bromuros, óxidos). Dichas sales de Plomo, entran en el ambiente y son altamente contaminantes, pues las partículas grandes precipitarán en el suelo o la superficie de aguas, las pequeñas partículas viajarán largas distancias a través del aire y permanecerán en la atmósfera.

La carretera esta transitada por muchos vehículos que emanan humo que contienen plomo y estos a la vez se depositan en los suelos contiguos a la carretera

El Plomo es un elemento químico letal, y se puede acumular tanto en organismos individuales, como en las cadenas alimenticias. Este es por qué nos debemos cuestionar y concientizarnos de cómo el Plomo puede ser de gran influencia en los balances globales

En base a la problemática planteada y a los datos presentados, detectar cuáles son los efectos de la contaminación en la carreta Celendín-José Gálvez por el humo que aman los vehículos motorizados

II. FORMULACION DEL PROBLEMA

¿Cómo reducir la contaminación de plomo en los suelos?

III. JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

La presencia de plomo en el ambiente tiene implicaciones importantes por los efectos tóxicos que produce en los seres vivos, ya que es un metal pesado que se acumula en los tejidos blandos y provoca enfermedades irreversibles e incluso la muerte, por eso es importante su estudio, su monitoreo y su tratamiento de ser posible. El plomo, en concentraciones que normalmente se dan en el medio ambiente, no es tóxico para las plantas. Sin embargo, concentraciones altas inhiben su desarrollo celular y afectan la permeabilidad. Algunas plantas (papas, zanahorias, plantas acuáticas y hongos) pueden absorber mercurio

Teniendo en cuenta que la contaminación ambiental por metales pesados se ha asociado a efectos negativos a la salud por exposición crónica a este tipo de sustancias, y plantear medidas de intervención que permitan reducir la utilización de gasolina con plomo y mejorar las condiciones ambientales.

El plomo es un metal ampliamente utilizado en procesos industriales y predomina principalmente en la fabricación de baterías de automóviles (60%), en una 30% se utiliza en pinturas y el resto principalmente en la industria de la soldadura de os platicos, como detonante en las gasolinas en la industria de hidrocarburos. En el proceso productivo de dichas fabricaciones se someten al metal a procesos de calentamiento, quemado y fundición.

Es por ello, que el equipo investigador ha tomado la decisión de llevar a cabo un estudio acerca del efecto del plomo en el suelo, para de ese modo ampliar los conocimientos teórico – científicos acerca de este grave problema ambiental, y en la medida de lo posible tratar de generar un poco de conciencia entre las personas.

IV. MARCO TEORICO

El plomo

El plomo ocurre de forma natural en el ambiente, pero las mayores concentraciones que son encontradas en el ambiente son el resultado de las actividades humanas. Es un elemento químico particularmente peligroso, y se puede acumular en organismos individuales, pero también entrar en las cadenas alimenticias.

Debido a la aplicación del plomo en gasolinas un ciclo no natural del plomo tiene lugar. En los motores de los coches, el plomo es quemado, eso genera sales de plomo (cloruros, bromuros, óxidos) .

Estas sales de plomo entran en el ambiente a través de los tubos de escape de los coches. Las partículas grandes precipitarán en el suelo o en la superficie de las aguas, las pequeñas partículas viajarán largas distancias a través del aire y permanecerán en la atmósfera. La presencia del plomo en el aire atmosférico deteriorando su calidad origina complementariamente la formación de la "lluvia ácida" la misma que puede decantar el plomo en suelos aún en relativas pequeñas concentraciones (2-10 mg/m3) y ese plomo puede, con estos parámetros, inhibir el crecimiento de las plantas. Contamina el suelo, luego las raíces, hojas de las plantas, que podrán ser hortalizas, inician dentro del 'proceso de la vida' incorporan al plomo en su estructura celular con el consiguiente peligro para las personas que las consuman e inclusive envenenan a las aves que toman su alimento de las hojas de las plantas y del suelo agrícola del entorno.

Alto contenido de plomo en el suelo puede promover el desarrollo de comunidad microbiológica como hongos y bacterias, alterándose los parámetros del suelo para su adecuado y sano uso para uso de las especies vegetales.

Otra vía para llegar al agua y a los suelos es mediante la corrosión de las tuberías de plomo en los sistemas de transportes y a través de la corrosión de pinturas que contienen plomo.

El plomo se acumula en los cuerpos de los organismos acuáticos y organismos del suelo. Estos experimentarán efectos en su salud por envenenamiento del mismo..

Este ciclo del plomo causado por la producción humana está mucho más extendido que el ciclo natural del plomo. Este ha causado contaminación haciéndolo en un tema mundial . Otras vías de contaminación de plomo es a través de las actividades humanas, como la combustión del petróleo, procesos industriales y combustión de residuos sólidos.

De los elementos metálicos que ocasiona daño a la salud el plomo es de los principales. Este metal es organizador de riquezas económicas tanto en la actividad minera como industrial. El plomo es mental que se encuentra en forma natural en la corteza terrestre de forma relativamente abundante, en un promedio de 16 mg/kg. Fue uno de los primeros metales extraídos por el hombre a partir de la galena, la cerusita y la anglesita; gracias a las

propiedades físicas que permiten moldearse y fácilmente se emplea muchas aplicaciones. Una de éstas fue utilizarlos como aditivo en gasolina para desacelerar el proceso de combustión en los motores. (Locasaña et al., 1996b)

El suelo es contaminado principalmente por depósito de partículas del aire y por agua contaminada por actividades industriales. El desgaste de las pinturas de las casas, también han sido en algunos casos una fuente importante de intoxicación, principalmente para los niños pequeños que pueden ingerir tierra. En algunas regiones se continúa usando plaguicidas con contenido de plomo (arseniato de plomo), por emanación de humo de os autos, esa situación también se debe considerar como un elemento adicional en la contaminación de suelos. (Somoza, 1998)

La cantidad de plomo ingerida a través de los alimentos varía mucho, según el tipo de alimento. Un promedio general estimado es del orden de 200 μg/día para adultos, según la OMS. Los cultivos, se contaminan con plomo ya sea absorbiéndolo a partir del suelo o bien recibiéndolo como depósito en sus superficies a partir del aire contaminado. (Somoza, 1998)

El plomo no es un elemento esencial para las plantas, los animales y la nutrición de los seres humanos. El plomo (Pb) se encuentra naturalmente en tres estados de oxidación,

metal, Pb2+ y Pb4+. El Pb4+ sólo puede existir bajo condiciones extremas de pH y potencial de óxido

Reducción. Sin embargo, los compuestos de Pb4+ son producidos artificialmente y son descargados al medio ambiente. Uno de tales compuestos, plomo tetraetílico, es ampliamente utilizado como un agente antidetonante en la gasolina. Las emisiones de plomo desde la gasolina y los desechos de la combustión del aceite son las principales fuentes antropogénicas de plomo.

El plomo en el ambiente

El plomo se encuentra en el ambiente en forma natural. Sin embargo, la mayoría de los niveles altos que se encuentran en el ambiente se originan de actividades humanas. Los niveles ambientales de plomo han aumentado más de mil veces durante los tres últimos siglos como consecuencia de la actividad humana. El mayor incremento ocurrió entre los años 1950 y 2000 y reflejó el aumento del uso de gasolina con plomo en todo el mundo. El plomo puede entrar al ambiente a través de liberaciones desde minas de plomo y otros metales, y desde fábricas que manufacturan o usan plomo, aleaciones de plomo o compuestos de plomo. El plomo es liberado al aire cuando se quemaCarbón, petróleo o desechos. Antes de que se prohibiera el uso de gasolina con plomo, la mayor parte del plomo liberado al ambiente en EE. UU. Provino del escape de automóviles. En el año 1979, los automóviles liberaron 94.6 millones de kilogramos (208.1 millones de libras) de plomo al aire en Estados Unidos. El año 1989, cuando se restringió el uso del plomo, los automóviles liberaron solamente 2.2 millones de kilogramos (4.8 millones de

libras) al aire. Desde que la EPA prohibió el uso de gasolina con plomo para transporte por carretera el año 1996, la cantidad de plomo liberada al aire ha disminuido aún más. Antes del año 1950, el plomo se usó en plaguicidas que se aplicaron a huertos frutales. Una vez que el plomo entra a la atmósfera, puede viajar larga distancia si las partículas de plomo son muy pequeñas. El plomo es removido del aire por la lluvia y por partículas que caen al suelo o a aguas de superficie. (ATSDR, 2007)

Entre las fuentes de plomo en el polvo y la tierra se incluyen al plomo que cae al suelo desde el aire y el desgaste y desprendimiento de pedazos de pintura con plomo desde edificios, puentes y otras estructuras. Los vertederos pueden contener desechos de minerales de plomo proveniente de la manufactura de municiones o de otras actividades industriales como por ejemplo la manufactura de baterías. La disposición de productos que contienen plomo contribuye a la cantidad de plomo en vertederos municipales. Los usos del plomo en el pasado, por ejemplo en la gasolina, son una de las causas principales de la presencia de plomo en el suelo, y de los niveles más elevados de plomo que se encuentran cerca de carreteras. La mayoría del plomo en el suelo en áreas urbanas descuidadas proviene de casas viejas con pintura con plomo y de material emitido por el escape de automóviles cuando la gasolina contenía plomo. (ATSDR, 2007)

Una vez que el plomo cae al suelo, se adhiere fuertemente a partículas en el suelo y permanece en la capa superior del suelo. Es por esta razón que los usos del plomo en el pasado, por ejemplo en la gasolina con plomo, y en pinturas y plaguicidas han tenido un impacto tan importante en la cantidad de plomo que se encuentra en el suelo. (ATSDR, 2007)

El plomo no es un elemento esencial para las plantas, los animales y la nutrición de los seres humanos. El plomo (Pb) se encuentra naturalmente en tres estados de oxidación, metal, Pb2+ y Pb4+. El Pb4+ sólo puede existir bajo condiciones extremas de pH y potencial de óxido - reducción. Sin embargo, los compuestos de Pb4+ son producidos artificialmente y son descargados al medio ambiente. Uno de tales compuestos, plomo tetraetílico, es ampliamente utilizado como un agente antidetonante en la gasolina. Las emisiones de plomo desde la gasolina y los desechos de la combustión del aceite son las principales fuentes antropogénicas de plomo.

Efectos del plomo en la salud

Su difícil remoción del cuerpo hace que se acumule en varios órganos y dañe el sistema nervioso central. La absorción ocurre tanto por vía respiratorio como digestiva; al llegar el pomo al torrente sanguíneo desplaza el fierro de la hemoglobina y se forma lo que se

conoce como plombemia donde se da una disminución de hemoglobina o que ocasiona entre otras faltas de apetito, debilitamiento del cuerpo, dolor de cabeza así como alteraciones neurológicas (www.ucbcba.edu.bo)

El efecto del plomo de las plantas

Absorbe el plomo fundamentalmente del suelo y solamente pequeñas cantidades del aire. Estas sustancias tienen efectos nocivos sobre el crecimiento. Si bien el principio de una apelación de crecimiento de intensifica a partir de los 5 ppm se produce un considerable retraso del crecimiento acompañada de decoloración y anomalías morfológicas. La fotosíntesis, respiración y otros procesos de intercambio metabólico se ven perturbados. Finalmente el plomo inhibe la asimilación de nutrientes esenciales del suelo. El crecimiento de las plantas superiores solo se ve afectados en forma reducida por el Pb. En temimos generales la calidad se deteriora más que la cantidad producida y, en comparación con los efectos sobre el ser humano la fitotoxicidad del plomo es relativamente baja (uba, 1976)

El plomo no es un elemento esencial para el crecimiento de la planta. Sin embargo, esta omnipresente en los sistemas suelo agua de las plantas. En general, el plomo se mantiene fuertemente en los suelos ya sea por sorción y/o formando complejos con componentes inorgánicos y orgánicos del suelo. Como resultado, sólo una pequeña cantidad del contenido total del plomo está disponible para las plantas. Un estudio llevado a cabo en la Universidad de Guelp (Ontario) mostró que el primer cultivo de pasto centeno removió sólo 0,004 a 0,017 kg Pb/ha de un suelo provisto con 1,5 a 116 kg Pb/ha a través de una aplicación de un fango residual (Bates et al., 1975). En British Columbia, la proporción de plomo entre la lechuga y el suelo que sostenía el cultivo era de 0,015; la concentración de plomo en la lechuga fue de 3 mg/kg , mientras en el suelo era de 200 mg/kg (John, 1975). Wilson y Cline (1066) estimaban que solamente 0,003 a 0,005 del total de plomo en el suelo era tomado por las plantas de cebada. Ya que el plomo tiende a acumularse cerca de la superficie del suelo, los cultivos con raíces poco profundas están expuestos a concentraciones relativamente más altas que los cultivos con raíces más profundas (Walsh et al., 1975; John, 1975).

El plomo puede entrar a la planta a través del sistema de la raíz o de las hojas. Además la forma y concentración del metal en el ambiente, varios factores relacionados al suelo (pH, capacidad de intercambio de iones, textura, temperatura, contenido de humedad, contenido de materia orgánica), cultivo (especies, profundidad de la raíz, anatomía), y clima (precipitación, temperatura) determinan el plomo consumido por las plantas. Las diferentes partes de las plantas acumulan el plomo en diferentes grados. En general, las partes del fruto y de la flor acumulan las cantidades más pequeñas de plomo. En un experimento en un invernadero, Motto et al. (1970)

PLOMO EN EL AGUA

El agua, al igual que el aire, se transforma en una fuente de contaminación para la flora, la fauna y para el hombre, en la medida que sea contaminada por actividades antropogénicas. Las concentraciones de plomo en el agua también han variado mucho; se han verificado niveles de 3.7 hasta 139 μg/L, sobrepasando en ocasiones el límite de 50 μg/L establecido por la OMS. (Somoza, 1998)

Plomo en el combustible

El Plomo, es el metal más peligroso contenido en los aditivos del combustible. Inhalado puede provocar la formación de coágulos o trombos en la sangre, de gravísimas consecuencias patológicas. Se encuentra presente en las gasolinas en forma de Tetra-etilo de Plomo y se utiliza en su producción para elevar su índice de octano y, también, en motorizaciones antiguas como lubricante de los asientos de válvulas. En las gasolinas sin Plomo se ha sustituido este metal por otros componentes menos contaminantes que también proporcionan un alto índice de octano

Su color es rojizo y su olor muy intenso. Incorpora tetra etilo de plomo a fin de incrementar el índice de octano requerido para determinados tipos y modelos de motores, también elimina el efecto de combustión previa que ocurre cuando la mezcla entra a la cámara de combustión caliente Así como para lubricar los asientos de las válvulas. Es altamente contaminante, debido a que el plomo presenta un elevado grado de toxicidad y efectos nocivos al organismo humano. Se usa en vehículos con motores de compresión superior a 9:1. La mezcla típica contiene sustancias provenientes de la desintegradora catalítica, la reformadora, gasolina natural y butano normal. (W. Sstraus y S. J. Maiwarin)

PLOMO EN LA LLANTAS

los neumáticos son estructuras  tubulares  complejas (se utilizan hasta 200  compuestos químicos  diferentes)   compuestas   fundamentalmente  de  caucho  natural  (su  principal componente),  cauchos sintéticos,  negro de  humo (carga de refuerzo),   agentes químicos (azufre, óxido de zinc, Cadmio y aditivos),  aceites    minerales  y fibras  reforzantes  (hilos de acero y textiles).   Los  cauchos  sintéticos  más  utilizados  en  la  actualidad  son  estireno-butadieno (SBR),  polispermos  sintéticos   (IR)  y  poli butadienos  (BR)

Tabla 4. Composición típica porcentual por componentes de un neumático

Componente

Turismo

s (%)

Vehículos

Pesados (%)

Función

Caucho y elastómeros

48 45 Agente vulcanizaste

Negro de humo22 22

Refuerzos metálicos (Acero)

15 25 Formación esqueleto

Refuerzos textiles

5 0 Formación esqueleto

Óxido de Zinc 1.2 2.1 Catalizador

Azufre 1 1 Agente vulcanizante

Aditivos y otros

Peso del neumático (kg)

6.5 – 9 55 – 80

Tabla 5.  Composición química elemental de un NFU

Elemento % peso

C (Carbono) 70

H (Hidrogeno) 7

S (azufre)1

N2 (Dinitrógeno )0.5

O (Oxigeno) 4

ZnO (Oxido de Zinc)1

Fe (Hierro) 16

Ácido esteárico0.3

Halógenos0.1

Ligandos cupríferos200 mg/kg

Cd (Cadmio)10 mg/kg

Cr (Cromo)90 mg/kg

Ni (Niquel)80 mg/kg

Pb (Plomo)50 mg/kg

V. HIPOTESIS

Los suelos del área adyacente a la carretera CELENDIN-JOSE GALVEZ están contaminados por plomo que emanan los vehículos

OBJETIVO GENERAL

Determinar la concentración de plomo en los suelos, plantas y personas adyacentes a la carretera

OBJETIVOS PARTICULARES

1. Determinar la concentración de plomo en las personas que viven adyacente a la carretera

2. Determinar el contenido de plomo en los suelos 3. Determinar el contenido de plomo de las plantas que utilizan las personas

VI. VARIABLES

Identificación de las variables

Variables dependientes

Vd.: Contaminación del suelo

Variables independientes

Vi1: modificación del pH

Vi2: disminución de la población microbiana.

VARIABLE DIMENCIONES INDICADORES

Contaminación de plomo

contenido de plomo en los suelos Modificación de pH

Disminución de población microbiana

contenido de plomo de las plantas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA“Norte de la Universidad Peruana”

EAPIAC

“CONTAMINACIÓN POR PLOMO (Pb) EN PLANTAS Y SUELOS UBICADOS EN ÁREAS ADYACENTES A LA CARRETERA CELENDIN – 

JOSE GALVEZ”

CURSO: 

Metodología de la investigación científica

ESTUDIANTES: 

RAICO CHÁVEZ, Darlyn Rene.

PROFESOR:JOSE RAMIRO DIAZ CUMPEN

CELENDIN-CAJAMARCA