Download - Contaminantes Del Suelo
PROBLEMAS ASOCIADOS
El uso excesivo de Nitrógeno provoca lo sgte.:
• Producción Agrícola Inferior al Óptimo • Excesivo desarrollo vegetativo
• Desbalances nutricionales.
• Producto Agrícola Contaminado con Nitrato
• Efectos Secundarios del uso Excesivo de Fertilizantes Nitrogenados • Costos de Producción excesivamente altos
• Acidificación
• Salinización
PROBLEMAS ASOCIADOS
• Contaminación de Aguas Subterráneas con
Nitratos
• Eutrofización de Aguas Superficiales y Mares
• Emisiones de Oxigeno Nitroso y Oxido Nítrico a
la atmósfera
• Emisión de Amoniaco a la Atmósfera
MANEJO AMBIENTAL
• Estrategias Generales
• Minimizar la Acumulación Excesiva de
Nitrato en el suelo
• Minimizar Las Pérdidas de Nitrato del
suelo
MANEJO AMBIENTAL
• Acciones Específicas
• Balance de masa del Nitrógeno en el Agrosistema
• Manejo Racional de la Fertilización Nitrogenada
• Dosis de aplicación de Nitrógeno
• Fertilizantes Nitrogenados Utilizados
• Fraccionamiento Temporal del Nitrógeno
• Método de aplicación
Curso – Docente: Ing. Gladys Licapa Redolfo Fecha
MANEJO AMBIENTAL
• Manejo Racional de Enmiendas Orgánicas
• Minimización de la Labranza y remoción del suelo
• Reducción de los periodos con el suelo descubierto y Establecimiento de Cultivos de Cobertura
• Control de la Erosión y Escorrentía Superficial
• Cambio Gradual en el uso de Antiguas Praderas
FÓSFORO
• Formas Químicas
• Procesos de transformación
• Problemas Asociados
• Manejo
Curso – Docente: Ing. Gladys Licapa Redolfo Fecha
PROBLEMAS ASOCIADOS
• El balance entre el N y P radica en la producción primaria, crecimiento de algas en sistemas acuáticos. N:P = 15:1limitante y 16:1 condiciones favorables de algas
• Fósforo en aguas subterráneas y superficiales
• Nivel trófico: • Oligotrófico: P <0.01 mg/L N < 0.2 mg/L
• Mesotrófico P = 0.01 – 0.02 mg/L N = 0.2 - 0.5 mg/L
• Eutrófico: P >0.02 mg/L N > 500 mg/L
• Hipertrófico: niveles mayores
• Cambios en la Biodiversidad, ecología, OD
MEDIDAS PREVENTIVAS
• Mantener el nivel de fósforo disponible del suelo en el rango óptimo para la producción del cultivo a través del desarrollo e implementación de planes de manejo de nutrientes eficientes.
• Prevenir la pérdida de fósforo del suelo través de partículas suspendidas y en forma disuelta mediante el uso de métodos eficientes de aplicación de nutrientes y prácticas de conservación de suelo bien diseñadas
• Reducir la solubilidad del Fósforo en desechos orgánicos antes de aplicarlos al suelo a través de la adicción de enmiendas químicas (alúmina, cal y compuestos de Fe)
• Manipulación del alimento suministrado a animales domésticos; reducir la concentración total del Fósforo en el alimento y aumentar su digestibilidad.
MEDIDAS CORRECTIVAS
• Suspender las acciones del P al suelo cuando el nivel
de P disponible en el suelo es excesivo, y permitir
que la solubilidad del P en el suelo se reduzca por
procesos naturales, incluyendo precipitación,
adsorción e inmovilización.
• Aplicar enmiendas de suelo específicamente
diseñadas para reducir los niveles de P soluble y de
P fácilmente desorbible del suelo.
CONTAMINANTES INORGÁNICOS
• Elementos Potencialmente tóxicos • Arsénico
• Cadmio
• Cromo
• Níquel
• Plomo
• Mercurio
• Cobre
• Cobalto
• Selenio
• Manganeso
• Radioisótopos
Curso – Docente: Ing. Gladys Licapa Redolfo Fecha
Elementos Potencialmente Tóxicos
• Definición
• Fuentes de origen
• Especies Químicas
• Problemas Asociados
• Determinación
• Manejo
Definición
• Elemento Traza
– “ Cualquier elemento químico cuya
concentración en una fase sólida es menor o
igual a 100 mg Kg-1”
» ( Sposito ( 1989) )
Definición
• Metal pesado
– “ Metal Cuya densidad es mayor a 5 o 6 Mg m-3 ”
» ( Wild ( 1993) ).
– Metal cuyo número atómico es mayor a 20, excluyendo metales alcalinos y alcalinotérreos
– Elementos químicos incluidos o asociados con el término “ metales
pesados”:Plata(Ag), arsénico(As), oro (Au), cadmio(Cd), cobalto(Co),
cromo(Cr), cobre(Cu), mercurio(Hg), manganeso(Mn), molibdeno(Mo), niquel(Ni), plomo(Pb), antimonio(Sb), selenio(Se), estaño(Sn), talio(TI), uranio(U), vanadio(V) y zinc (Zn).
» ( Alloway (1995) )
Fuentes de origen
Elementos Fuentes
Arsénico (As) Pesticidas, desecantes vegetales, aditivos de alimento animal, carbón y
petróleo, desechos mineros y detergentes
Cadmio (Cd) Galvanizado, pigmento para plásticos y pinturas, y estabilizadores para
plásticos y baterías.
Cromo (Cr) Acero Inoxidable, metales cromados, pigmentos y fabricación de ladrillos.
Cobre (Cu) Desechos Mineros, “fly ash”, fertilizantes y partículas de polvo acarreadas
por el viento.
Plomo (Pb) Combustión de petróleo, gasolina y carbón, y producción de hierro y
acero.
Mercurio( Hg) Pesticidas, catalizadores de polímeros sintéticos, metalurgia y
termómetros
Niquel (Ni) Combustión de petroleo, gasolina, y carbon, fabricación de aleaciones,
galvanizado y baterias
Zinc (Zn) Hierro y acero galvanizado, aleaciones, baterias, latón y fabricacion de
jebe.
Especiación Química
Elemento Suelo Acido Suelo Alcalino
Cadmio (Cd) Cd2+, CdSO4, CdCl+ Cd2+, CdCl+, CdSO4, CdHCO3+
Cobre (Cu) Compl. Org, Cu2+ CuCO3, Compl.Org, CuB(OH)4+
Cromo (Cr) Cr(OH)2+, CrO4
2- CrO42- , Cr(OH)4
--
Manganeso (Mn) Mn2+, MnSO4,Compl.Org Mn2+, MnSO4, MnCO3+, MnHCO3
+,
MnB(OH)4+
Molibdeno (Mo) H2MoO4, HMoO4- HMoO4
-, MoO4-2
Níquel (Ni) Ni2+,NiSO4,NiHCO3+,Compl.Org NiCO3, NiHCO3
+, Ni2+, NiB(OH)4+
Plomo (Pb) Pb2+, Compl.Org, PbSO4,PbHCO3+ PbCO3, PbHCO3
+, Pb(CO3)22-, PbOH+
Zinc (Zn) Zn2+, ZnSO4 ZnHCO3+, ZnCO3, Zn2+, ZnB(OH)4
+
Especies Químicas
Forma Química Cd Cr Cu Ni Pb Zn
Intercambiable 1 1 2 5 1 2 Adsorbido por fase
Orgánica 20 5 34 24 3 28
Adsorbido por
Carbonatos/ Óxidos 64 19 36 33 85 39
Residual 16 77 29 40 12 31
• Muestras Sólidas
– Fluorescencia de Rayos X
– Análisis de Activación de Neutrones
– Espectroscopia de Emisión basada
en fuentes de Arco y Chispa.
Determinación
• Muestras Líquidas
• Disolución de la matriz
– Ataque con soluciones ácidas
– Fusión
• Preconcentración
• Análisis Químico
– Espectrometría de Absorción Atómica
• Llama
• Electrotermal
• Generación de Hidruros
• Vapor Frío
Determinación
– Espectrometría de Emisión Atómica
• Llama
• Electrotermal
• Plasma de Inducción
– Espectrometría de Masa
– Otros
Determinación
Comportamiento químico del
mercurio en el suelo
• Ocurrencia y estabilidad de especies de mercurio inorgánico en el suelo
– Dependiendo de las condiciones redox, el mercurio puede ocurrir de tres Hg°, Hg2
2+, Hg2+, donde Hg° y el Hg2+ son las especies normalmente encontradas
– El pH y concentración de Cl- son parámetros importantes en la determinación de la especiación de Hg con la solución suelo y las transformaciones químicas que ocurren
– El Hg2+ forma complejos estables con el material
húmico
– Otra propiedad del Hg es la estabilidad para
enlazarse fuertemente al sulfuro HgS, HgS22-
Volatilización del Hg del suelo
• Se observa perdidas de Hg adicionadas al suelo en forma
de sales orgánicas
• La volatilización parece ser medida por microorganismos
• La volatilización del Hg se relaciona con el pH y el
contenido orgánico
• Para suelos con bajos contenidos de arcilla y humus la
evaporación se lleva mejor a medio neutro que en suelos
ácidos
• Para suelos con 4-5% humus y el 15 – 17% de arcilla la
evaporación se lleva a cabo con pH bajos
Mercurio en el sistema Planta - Suelo
• En general la disponibilidad del Hg del suelo para las
plantas es baja
• Existe una tendencia general a la acumulación del Hg en
las raíces indicando que las raíces sirven de barrera para la
toma de Hg
• La fracción de Hg retenido en las raíces es 20 veces la
observada en el vástago
• Estudios realizados en suelos agrícolas cercanos a minas
han encontrado que el contenido de Hg en la raiz está
relacionado con el Hg extractable con el acetato de amonio
• La concentración de Hg en las partes superficiales de
las plantas parecen ser dependientes de la tomo de
Hg° volatilizado del suelo
• Los compuestos de Hg aplicadas a partes
superficiales de las plantas pueden ser rápidamente
traslocadas en otros
– Cereales grano (3 – 10 veces más bajo que en paja)
– Granos de cebada y trigo 1-2 ng/g
• Se puede asumir que la toma foliar de Hg° del aire
tiene un rol significante
Contaminantes Orgánicos
• Hidrocarburos Petróleo
• Pesticidas
• Farmacos
Facultad de Ingeniería
Curso – QUÍMICA Docente: Ing. Gladys Licapa Redolfo Fecha
PROBLEMAS ASOCIADOS CON CONTAMINANTES
ORGÁNICOS
• Efectos directos sobre la salud humana
• Efectos negativos sobre plantas cultivadas • Crecimiento, desarrollo y producción reducido
• Presencia de sustancias tóxicas en el producto cosechado
• Efectos negativos sobre los organismos del suelo • Crecimiento, desarrollo y reproducción limitados
• Reducción de la diversidad de especies
• Contaminación y paso de los contaminantes a niveles Tróficos superiores
PROBLEMAS ASOCIADOS CON
CONTAMINANTES ORGÁNICOS
• Contaminación de aguas superficiales
• Contaminación de aguas subterráneas
• Contaminación del aire
• Pérdida del valor del suelo
ANÁLISIS QUÍMICOS DE CONTAMINANTES
• Procedimientos Preliminares • Preconcentración
• Purificación
• Derivatización
• Métodos analíticos • Cromatografía de gases (GC)
• Cromatografía líquida de alta performance (HPLC)
• Espectrometría de masa (MS)
• Espectrometría de Adsorción molecular UV / Visible
• Espectroscopía Infrarroja
• Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (NMR)
• Otros