Lluvia cida. Efectos sobre el suelo.Lluviacida.Efectossobreelsuelo.Conceptodecargacrtica.Evaluacin

NDICE Introduccin Qumica de la troposferaQumicadelatroposfera Dispersindecidosenlaatmsfera Efectos sobre el suelo EfectossobreelsueloConceptodecargacrticadeacidez(CCA)

l iEvaluacinManejodesueloscidos Bibliografa

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

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.

INTRODUCCININTRODUCCINEnEuropatambinseempezaronanotarefectossimilares;asenNoruegaenladcada; gdelos70,loslagosempezaronaenfermaryespeciesdepecesmoran.

L i i Fi l di d d t biLomismoocurrienFinlandiadondetambinsevieronafectadoslossuelos,ascomoundebilitamientoforestalqueafectsobretodoalas conferas cuyas hojas amarilleaban y caanlasconferascuyashojasamarilleabanycaan.

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.

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.

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

QUMICA DE LA TROPOSFERAQUMICADELATROPOSFERAExistenotrosradicaleslibresquepuedenoxidarelSO2 aH2SO4

Proceso2.Agenteoxidante,ozono

Proceso3. Agenteoxidante,oxgeno

Catalizador=xidosmixtos

QUMICA DE LA TROPOSFERAQUMICADELATROPOSFERAENFASEACUOSA:

Proceso1. Agenteoxidante,perxidodehidrgeno.

Proceso2. Agenteoxidante,oxgeno

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

QUMICA DE LA TROPOSFERAQUMICADELATROPOSFERAF t i i i l i d t id t l dFase nocturna: seiniciaporlapresenciadeunagenteoxidantecomoelozono,capazdeoxidarenunprimerpasoalNO2 hastaNO3.

EstosloesposibleenausenciadeluzsolaryaqueelNO3 sufreconfacilidadreaccionesfotolticas,porloquesuconcentracinsloesapreciabledurantelanoche.

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

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.

DISPERSINDECIDOSENLAATMSFERA

EvolucinlasemisionesdeSO2 yNOx2 y x

Emisionesdelascentralestrmicas

Combustin de hidrocarburosCombustindehidrocarburosProcesosdedesnitrificacindefertilizantesaadidosalossuelosendosisexcesiva

Procesosnaturales(volcanes)

Despus

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

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

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

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:

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

EFECTOSSOBREELSUELODependiendodelaacidezdelsuelo,losefectosesperablessonlossiguientes:

No es posible el cultivo o la revegetacin a pH

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

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

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:

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 .

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

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.

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 (

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

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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