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Lluvia cida. Efectos sobre el suelo.Lluviacida.Efectossobreelsuelo.Conceptodecargacrtica.Evaluacin
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NDICE Introduccin Qumica de la troposferaQumicadelatroposfera Dispersindecidosenlaatmsfera Efectos sobre el suelo EfectossobreelsueloConceptodecargacrticadeacidez(CCA)
l iEvaluacinManejodesueloscidos Bibliografa
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INTRODUCCININTRODUCCINQueeslalluviacidaQ u a c da
El trmino fue acuado por Robert Angus Smith enEl trmino fue acuado por Robert Angus Smith enGran Bretaa a mediados de la dcada de los 1880
La lluvia natural (NO CONTAMINADA) es algo cida debido a la presencia en ella deLa lluvia natural (NO CONTAMINADA) es algo cida debido a la presencia en ella dedixido de carbono atmosfrico:
HCOHHCOCOHOHCOOHCO 2"" HCOHHCOCOHOHCOOHCO acg 33322)(22)(2
pH=log[H+]pH 5 6Consiste en la precipitacin acidificada por lapresencia de cidos ms fuertes que el CO y
p g[ ]pH 5.6presencia de cidos ms fuertes que el CO2 ypor lo tanto bajan este pH< 5.0
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INTRODUCCININTRODUCCINEnunprimermomento,lalluviacidaseasociabanaemanacionesvolcnicas.
PeroenSudbury(Ontario,Canad)existalamineradesulfurosmsgrandedelmundo(NiS,CuS,ZnS,...)
TostacinTostacin
SeemitangrancantidaddeSO2 alaatmsfera
Losrbolesdesaparecanyelsuelosequedadesnudo
LasaguasdelroSudburyempezaronallevarimportantescantidadesdemetalespesados,sulfuros,Al,Fe,SH2Se perdieron grandes masas de vegetacin el medio se volvi abitico ySeperdierongrandesmasasdevegetacin,elmediosevolviabiticoyelsuelosufrifuerteserosiones.
Lasuperficieafectadasuperelmediomillndehectreas.Seintentsurecuperacin,peroloscostosderecuperacinfueronmayoresquelosbeneficiosdelamina.
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INTRODUCCININTRODUCCINEnEuropatambinseempezaronanotarefectossimilares;asenNoruegaenladcada; gdelos70,loslagosempezaronaenfermaryespeciesdepecesmoran.
L i i Fi l di d d t biLomismoocurrienFinlandiadondetambinsevieronafectadoslossuelos,ascomoundebilitamientoforestalqueafectsobretodoalas conferas cuyas hojas amarilleaban y caanlasconferascuyashojasamarilleabanycaan.
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INTRODUCCININTRODUCCINLoscidospredominantesenlalluviacidasonel H2SO4 yel HNO3,aunqueelHClgaseoso emitidos por los volcanes tambin favorece la lluvia cidagaseosoemitidosporlosvolcanestambinfavorecelalluviacida.
Seoriginanporlapresenciadecontaminantesatmosfricossecundarios,producidosporlaoxidacinatmosfricadelosgasesformadoresdecidoscomo:p p g
3222 221 NOHOHONO PorquelSO2contribuye ms a la 24222 221 SOHOHOSOcontribuyemsalaacidezqueelCO2
ElSO2 esmssolubleenaguaqueelCO2,comoindicasuconstantedelaleydeHenry1,2mol.L1.atm1 frentea3,38mol.L1.atm1.
ElSO2 esuncidomsfuertequeelCO2;suconstantedeacidezesKa1=1,7x102 frentea4,45x107.
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QUMICA DE LA TROPOSFERAQUMICADELATROPOSFERALaatmsferaesunmediooxidante.
Enella,recibelaradiacinsolar
Reacciones fotoqumicas como consecuencia de laabsorcin de fotones de radiacin electromagntica,mayoritariamente en la regin ultravioleta delespectro, por las especies presentes en el aire
Latroposferaesunazonamuyagitadadesdeelpuntodevistaqumico,puesensusenotienenlugarunagranvariedaddereaccionesqumicasqueprovocanlatransformacindelassustanciascontaminantes.
El protagonista de la qumica que se desarrolla es el radical .OH.Es una especie muy reactiva y que causa la degradacin de lap y y q gmayora de los contaminantes emitidos desde la superficieterrestre.
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QUMICA DE LA TROPOSFERAQUMICADELATROPOSFERAObtencindelH2SO4 ParaellosepartedelSO2
* OOlO
1Formacindelradicalhidroxilo:El ozono en la troposfera se disocia por absorcin de luz con
2 4
23 * OOluzO EstaespeciemuyreactivaprovocaladisociacindeunaOHOHO .2 2*
El ozono en la troposfera se disocia por absorcin de luz con < 310nm. Esto origina un tomo de oxgeno excitado
molculadeagua,dandodosradicaleshidroxiloOHOHO 2 2
EnFASEGAS: Proceso1.Agenteoxidante,radicaleslibres
REACCINGLOBAL
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QUMICA DE LA TROPOSFERAQUMICADELATROPOSFERAExistenotrosradicaleslibresquepuedenoxidarelSO2 aH2SO4
Proceso2.Agenteoxidante,ozono
Proceso3. Agenteoxidante,oxgeno
Catalizador=xidosmixtos
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QUMICA DE LA TROPOSFERAQUMICADELATROPOSFERAENFASEACUOSA:
Proceso1. Agenteoxidante,perxidodehidrgeno.
Proceso2. Agenteoxidante,oxgeno
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QUMICA DE LA TROPOSFERAQUMICADELATROPOSFERAObtencindelHNO3 ParaellosepartedeNOx3
Tienenlugarpreferentementeenfasegas,debidoasusbajassolubilidades.Losprocesos(redox)quetienenlugarson:
DISMUTACIN
Fase diurna: La qumica diurna transcurre fundamentalmente a travs de losFase diurna: Laqumicadiurnatranscurrefundamentalmenteatravsdelosradicaleshidroxiloehidroperoxilo:
comienzodenuevolacadenadereacciones
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QUMICA DE LA TROPOSFERAQUMICADELATROPOSFERAF t i i i l i d t id t l dFase nocturna: seiniciaporlapresenciadeunagenteoxidantecomoelozono,capazdeoxidarenunprimerpasoalNO2 hastaNO3.
EstosloesposibleenausenciadeluzsolaryaqueelNO3 sufreconfacilidadreaccionesfotolticas,porloquesuconcentracinsloesapreciabledurantelanoche.
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DISPERSINDECIDOSENLAATMSFERA
Los contaminantes se incorporan a lospmovimientos convectivos de las masas deaire, desplazndose a grandes distanciasantes de retornar a la superficie terrestre.
Contaminacintransfrontera
Porejemplo,enSuecianotaronqueAlemaniaemitaj p , qgrancantidaddeSO2 alaatmsfera,conlocualseacidificaelsuelo.NoobstantelosefectosperjudicialesdeestalluviacidasemanifestaronenNoruega,sometidaaemisionesdeSbastantebajas
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DISPERSINDECIDOSENLAATMSFERA
T d ll h bl d dif t ibilid d d l l iTodoellonoshabladediferentessensibilidadesdelossuelosparaunmismocontaminante.
Los suelos de los PasesLossuelosdelosPasesNrdicostienenbajopoderamortiguadorfrente a la acidez.
Porelcontrario,enlospasesmediterrneoslos frentealaacidez.
El pH de los suelos baja
suelosseencuentranfuertementetamponadosfrentea El pH de los suelos baja
rpidamente y se liberabangrandes cantidades de Altxico, que van a parar a los
laacidez.
Dada la abundancia txico, que van a parar a losros.
Dadalaabundanciadematerialescarbonatados,capaces de neutralizarcapacesdeneutralizarlaslluviascidas.
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DISPERSINDECIDOSENLAATMSFERA
EvolucinlasemisionesdeSO2 yNOx2 y x
Emisionesdelascentralestrmicas
Combustin de hidrocarburosCombustindehidrocarburosProcesosdedesnitrificacindefertilizantesaadidosalossuelosendosisexcesiva
Procesosnaturales(volcanes)
Despus
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EFECTOS SOBRE EL SUELOEFECTOSSOBREELSUELOSO2 deposicin Disminucinenlacapacidadde2NOxNH3
deposicinAcidificacin
pneutralizacindeuncido,incrementoenlacapacidaddeneutralizacindebasesy/ounincrementoenlafuerzacidadelsuelo
l H SO HNO
origen
NaturalemisionespH,[H+]
mezclaH2SO4 yHNO3NaturalemisionesvolcnicasAntrpico quemacomb.
fsiles
Porvahmeda(precipitacin)
Porvaseca(partculasogases
absorbidos)
fsiles
absorbidos)
SueloscidospH
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EFECTOS SOBRE EL SUELOEFECTOSSOBREELSUELODisminucindeladisponibilidaddenutrientes(P,Mg,Mo,Ca)en
zonasdondesonabsorbidosporlasplantasp p
MovilidaddeloselementosvaraenfuncindelpH
pHdelsuelo
I t bi d ti H+ Al3+
Disponibilidaddediferentesnutrientesen
pHcidosdisminucin
IntercambiodecationesporH+oAl3+. funcindelpHdelsueloconsiderabledenitratosmagnesiomolibdenoycalcio.
aumentodealuminio,hierroy
zinc
Incidenciasobreladisponibilidadde
nutrientesysobreeld d driesgodetoxicidad
Suelosminerales Suelosminerales
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EFECTOS SOBRE EL SUELOEFECTOSSOBREELSUELOConcepto de suelo cido Ideadeunaelevada[H+]enlassedesdeConceptodesuelocido [ ]
intercambio.ArcillasH+
EsencialmentesuelosAl3+.Comportamientodeuncidoalser
disueltoenaguaArcillasaturadadeH+ Pasan al suelo y a las redes de intercambionoesestable
d i t li l
Pasanalsueloyalasredesdeintercambio
Efectotxicosobreplantasredcristalinacolapsa
liberando: Al3+,Mg2+
Fe3+Bloquealasposicionesdeintercambio
Reduce la disponibilidad de PFe3+
En medios aireados
ReduceladisponibilidaddePDescensoenelcrecimientolongitudinalde
plantas.EnmediosaireadosprecipitacomoFe2O3 Inhibeladivisincelular Inhibeelcrecimientocelular
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EFECTOSSOBREELSUELOEfectotxicosobreplantas ProblemadecrecimientodebidoaunpHnoapropiado
DisponibilidaddelosnutrientesMayor movilidad
Procesofisiolgicodeabsorcindenutrientesporpartedelasraces
MayormovilidadPrecipitacinenformanodisponible
PresentanrangosdepHenlosquesuabsorcin es ideal Fuera de este rango laPorotraparte: absorcinesideal.Fueradeesterangolaabsorcinradicularsevedificultadaypuedeversedeterioradoelsistema
radical.
ElMn2+provocadaosenlaspartesareasdelasplantas:manchasnecrticasenlostallosymanchasrodeadas de un halo de necrosis en radical.rodeadasdeunhalodenecrosisenlashojas.
En suelos cidos puedehaber diversos cationesen posicionesintercambiables y en
disolucin:
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EFECTOS SOBRE EL SUELOEFECTOSSOBREELSUELOEl comportamiento del aluminio en el suelo condiciona las caractersticas de los sueloscidos Las distintas formas de Al3+ en funcin del pH debido a su hidrlisis con el agua soncidos. Las distintas formas de Al3+ en funcin del pH debido a su hidrlisis con el agua son:
L f t i Al3+ i t t l l d b j d H 5 5 i dLa forma txica Al3+ comienza a estar presente en el suelo por debajo de pH 5.5, siendo suconcentracin muy elevada a pH< 4.5, donde prcticamente no hay otras especies de Al.
- EFECTOS SOBRE EL SUELOEFECTOSSOBREELSUELOpH
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EFECTOSSOBREELSUELODependiendodelaacidezdelsuelo,losefectosesperablessonlossiguientes:
No es posible el cultivo o la revegetacin a pH
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CONCEPTODECARGACRTICADEACIDEZ(CCA)Nivelmximodecompuestosacidificantesaportados,quenocausan
cambiosqumicosqueperjudiquenalargoplazolaestructurayfuncionamiento del mismo.
Cargacrticadeacidez(CCA) funcionamientodelmismo.
Acidificacinquepuedesoportarunecosistemaecosistema
Cuando pH capacidad de neutralizar cidos agotamientodelacapacidaddeamortiguacindelsuelog
Poder amortiguador relacionado:Existencia de coloides en su composicin (contenido coloidal, capacidad deamortiguacin).amortiguacin). Capacidad de intercambio cationico (CIC): CIC,poder amortiguador.Medida de la cantidad de las cargas negativas presentes en las superficies minerales yorgnicas del suelo y representa la cantidad de cationes que pueden ser retenidos eng y p q pesas superficies. Un suelo con alta CIC puede retener una gran cantidad de cationes enlos lugares de intercambio.
Capacidad de amortiguacinCapacidaddeamortiguacin
Sueloshmicos>suelosarcillosos>suelosfrancos>suelosarenosos
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CONCEPTODECARGACRTICADEACIDEZ(CCA)Clasificacindelossuelosfrenteaagentes Grado de acidez en funcin del tipocidoscomocriteriodediagnstico
Suelos CIC(cmol/kgen25cmsuperficiales)
de material original y de los minerales
presentes:
Sensibles >6,2
Ligeramente
Minerales (5%)
Tipo de rocaAcidez totalKmol H+ / Km2 ao
sensibles6,215,4
Nosensibles
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CONCEPTO DE CARGA CRTICA DE ACIDEZ (CCA)CONCEPTODECARGACRTICADEACIDEZ(CCA)
Determinacin de las cargas crticas CartografaDelimitarzonascon
exceso de
Cargas crticas en Europa en el2000 (unidades equivalentes H+
Determinacindelascargascrticas Cartografa excesodecontaminacin
Evaluarsuorigen( q/ hectrea / ao):
reasdondelacargacrticafueexcedidaen
Corregirlosdaos
2000:
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EVALUACINEVALUACIN
Explotacinintensivadelsuelo Degradadoosituacinirreversible
Si t d l ifi i li d l lEvaluacindeSuelos
Sistema de clasificacin aplicado que evala lacapacidad del suelo para su utilizacin ptimaobteniendo mximos beneficios con la mnimadegradacindegradacin.
No todos los suelos son iguales. Conocer sus propiedades, permitepredecir su comportamiento.
El uso degrada al suelo. El objetivo final es establecer el grado deidoneidad de un suelo para un uso teniendo en cuenta su degradacin .
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EVALUACIN
LaEvaluacindeSuelossepuederealizardemaneradirectaoindirecta:
Directa: se desarrolla a partir de ensayos de campo (fincasexperimentales o muestreos aleatorios en campos agrcolas) o usandoexperimentales o muestreos aleatorios en campos agrcolas), o usandodatos de producciones proporcionados por los agricultores ycooperativas.
Datos locales baja casustica a poco fiables y de difcil extrapolacin
Indirecta: en base a las propiedades de los suelos, asumindoseque la productividad de un determinado suelo depende de las
Datoslocales,bajacasustica,apocofiablesydedifcilextrapolacin
q p p
propiedades de ste y de su nivel de manejo.
Propiedades intrnsecas
3categoras
Propiedadesintrnsecas
Propiedadesextrnsecas
Factoresdeexplotacinysocioeconmicos
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EVALUACINPropiedades intrnsecasPropiedadesintrnsecas
Inherentes al suelo, como los datos fsicos y qumicos, que se determinan demanera puntual y que, son extrapolables a una superficie de mayor o menormanera puntual y que, son extrapolables a una superficie de mayor o menortamao.
Profundidad,textura,fragmentosgruesos,estructura,permeabilidad,i i d i i i l l bl
Propiedades extrnsecas
aireacin,reservadeagua,materiaorgnica,nutrientes,salessolubles,capacidaddecambio,pH,gradodesaturacinenbases,aluminiotxico,
salinidad,saturacinensodio.Propiedadesextrnsecas
Definen el medio en el cual se desarrolla el suelo, como son, relieve, clima,vegetacin.
Factores de explotacin y socioeconmicos
Inclinacindelapendiente,pedregosidad,rocosidad,drenajeexterno,erosin,pluviometraytemperatura.
En este grupo se incluyen un conjunto de parmetros de muy diversandole:
Factoresdeexplotacinysocioeconmicos
ndole:Nivelesdemanejodelsuelo,producciones,tamaodelasfincas,ventas,
costos,redviaria,mercado.
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EVALUACINPropiedades ms importantes que tiene que debe presentar un suelo (utilizacin agrcola):Buena profundidad (>120cm)Textura equilibrada (franca)Textura equilibrada (franca)
Bajo contenido de gravasEstructura desarrollada de tamao fina a mediana y estableCapacidad de cambio media o elevada (>40 cmolc kg)Capacidad de cambio media o elevada (>40 cmolc kg),pH cercano a la neutralidad (7,56,5)Alto contenido en materia orgnica (>4%)Porcentaje de saturacin en bases >80%jBajo contenido en carbonatos ( 100 mm)Favorable drenaje internoPermeabilidad alta (al menos, cm/hora)Ausencia de horizontes cementados o endurecidosAusencia de salinidad (
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MANEJO DE SUELOS CIDOSMANEJODESUELOSCIDOSSi la acidez no es excesiva es recomendable el uso de cultivos tolerantes
Si se utilizan fertilizantes, evitar que aumente la acidez
AjusteinsitudelpHparaqueloselementostxicosseaninsolubles y los nutrientes Debe realizarse de modoinsolublesylosnutrientesesencialesestndisponibles
DeberealizarsedemodoquepH seagradual
Aplicacindeenmiendascalizas(capacidaddeneutralizarloscidosdelsuelo)
Cal, marga (caliza y arcilla), rocascalizas (calcita, dolomita) msusadas
Reaccionesenelsuelosondeltipo:2AlX3 +3CaCO3 +H2O 3CaX2 +Al(OH)3 +CO2
usadas
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CantidadnecesariadelassustanciasutilizadascomoenmiendasparaMANEJODESUELOSCIDOS
aumentarenunaunidadelpH:
La causa que genera la lluvia cida son las emisiones de SO2 y NOx,
con la consiguiente deposicin y acidificacin de los sueloscon la consiguiente deposicin y acidificacin de los suelos
La solucin pasa por limitar y reducir el uso y quema de los
combustibles fsilescombustibles fsiles.
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