LOS SUELOS CONTAMINADOS LOS SUELOS CONTAMINADOS LOS SUELOS CONTAMINADOS LOS SUELOS CONTAMINADOS

Y SU GESTIÓNY SU GESTIÓNY SU GESTIÓNY SU GESTIÓN

Master en Planificación Territorial y Gestión Ambie ntal UTEM - UB

BIO

SFE

RA

ATMOSFERA

LITOSFERA

HID

RO

SFE

RA

aire

org

anis

mos agua

minerales yrocas

SUELOSUELO

SUELO

CONDICIONES DE EQUILIBRIO CON EL ENTORNO

O

Bt

R

A

E

Ctranslocación

meteorización química

CR

O

Bw

A

OA

C

R

O

C

R

vegetación

R

C

agua cambios T ºC

clima

R

material originario

meteorización

física

incorporación m.o. fresca y residual

transformaciónmicrobiológica

m.o. residual

PROCESOS DE REJUVENECIMIENTO

Roca consolidada y dura a partir de la cual se genera el suelo.R

Material no consolidado y poco afectado por procesosedafogenéticos que constituye o procede del material originario

del suelo. C

*Ganancia o acumulación de materiales como los perdidos porlos horizontes E, además de otros como carbonatos, yeso y sales más solubles.*Alteración química de origen edáfico del material originario, con formación de arcillas y óxidos de hierro y aluminio. *Concentración residual de óxidos.

B

Perdida de materiales como humus, sílice, arcilla y óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio.

E

Predominio de materia mineral con incorporación de materiaorgánica muy evolucionada e íntimamente asociada a la mineral.

A

Predominio de materia orgánica, generalmente nada o pocoevolucionada y no ligada a la mineral.

O

Características del horizonte que defineSímbolo

Alfabético

Acumulación de sales más solubles que el yesoz

Acumulación de yesoy

Desarrollo de color y / o estructura fundamentalmentecomo consecuencia de una alteraciónquímica (asociado a B)

w

Acumulación de arcillast

Acumulación de óxidos no residuales, originados por translocacións

Acumulación de síliceq

Influencia de prácticas agrícolas, pastorales, etc. (asociado a horizontes tipoO y A)p

Acumulación residual de óxidoso

Cementación o endurecimiento por la presencia de sustancias tales como carbonatos, sílice, óxidos de hierro,…

m

Acumulación de carbonatosk

Predominio de materia orgánica con mínimo grado de descomposición (compatible con O)i

Acumulación de materia orgánica humificadah

Reducción y movilización de hierro por exceso de aguag

Permanentemente heladof

Predominio de materia orgánica con grado de descomposición intermedio(compatible con O)

e

Formación y acumulación de concreciones o nódulos de hierro, aluminio y manganeso.c

Predominio de materia orgánica con alto grado de descomposición(compatible con horizontes tipoO)

a

Características del horizonte que defineSímbolo

Alfabético

HORIZONTES SUPERFICIALES

EPIPEDIONES

PEDIONPEDION

PERFILPERFILSOLUMSOLUM

PAISAJE EDAFICOPAISAJE EDAFICO

10 cm

30 cm

20 cm

30 cm

60 cm

90 cm

SECCIÓN DE CONTROL

Suelos arcillosos Suelos francos Suelos arenosos

LÍMITE INFERIOR DEL SUELO

FASES DEL SUELO

Suelo natural Suelo com pactado

MATERIA MINERAL: CONSTITUYENTES

MINERALES PRIMARIOS

SILICATOS CUARZO CARBONATOSÓXIDOS Fe, Al

MINERALES SECUNDARIOS

MINERALES DE LA

ARCILLA

CARBONATOS SECUNDARIOS

ÓXIDOSSi, Fe, Al, Mn

Silicatos

• B Turmalina

• Ti Rutilo

• Cr Cromita

• Co Micas, piroxenos y anfíboles

• Zn Olivinos, piroxenos y anfíboles

• Cd Sulfuros

• Pb Feldespatos, micas, piroxenos y fosfatos

ELEMENTOS TRAZA EN MINERALES PRIMARIOS

Minerales de la arcilla

Tipos de minerales de la arcilla

Caolinita Ilita / Vermiculita Esmectita

La cantidad y naturaleza de los minerales de la arcilla dependen de tres condiciones del medio:

• el drenaje

• la alternancia estacional humectación-desecación

• el contenido de elementos alcalinotérreos en el material originario.

FORMACIÓN DE MINERALES DE LA ARCILLA

MINERALESMINERALESMINERALESMINERALES

• Organismos vivos del suelo, entre los que tienen especial importancia los microorganismos y otros elementos faunísticoscomo lombrices o artrópodos.

• Productos residuales derivados de aquellos, que pueden ir desde la materia orgánica fresca hasta los compuestos húmicos más evolucionados.

FRACCIÓN ORGÁNICA DEL SUELO

Bacterias

Algas

Hongos

Líquenes

BACTERIAS

Son los organismos más numerosos del suelo (106-109 viables/gr)

Principales responsables del reciclado de nutrientes y fijadores de N2

Muy diversos taxonómicamente y fisiológicamente (aerobios obligados, anaerobios)

Los géneros más comunes son: Acinetobacter, Agrobacterium, Alcaligenes, Arthrobacter, Bacillus, Brevibacterium, Caulobacter, Cellulomonas, Clostridium, Corynebacterium, Flavobacterium, Micrococcus, Mycobacterium, Pseudomonas, Staphylococcus, Streptococcus, Xanthomonas.

DISTRIBUCIÓN DE LAS BACTERIAS DEL SUELO

HONGOS

� Constituyen una altísima proporción de la biomasa edáfica (105-106/gr suelo seco)

� Papel esencial en la descomposición de los residuos vegetales, especialmente de sustancias recalcitrantes y en la formación de compuestos húmicos a partir de lignina

� Aparecen como organismos de vida libre o en asociación con raíces (micorrizas).

� Principalmente en los 10 primeros cm del suelo, no llegan a más de 30 cm de profundidad. Prefieren suelos bien aireados.

� Los géneros filamentosos más frecuentes son hongos imperfectos:Aspergillus, Geotrichum, Penicillium, Trichoderma, Botrytis,aunque también se encuentran numerosos ascomicetos y basidiomicetos.

Aspergillus Penicillium

PROTOZOOS

ALGAS

� Se encuentran en la superficie o en los primeros milímetros (luz), con humedad.

�Se pueden encontrar hasta 106 células/g.

�Grupos más frecuentes: Clorofitas, Euglenofitas, Crisofitas y Rodofitas

� Tamaño pequeño y diversidad baja en comparación con la de los ambientes acuáticos.

� No demasiado abundantes (104-105 organismos/g).

� En los primeros 10-15 cm del suelo.

� Importantes depredadores de bacterias y algas del suelo, son predominantemente biflagelados.

� Géneros más comunes: Heteromita, Oikomonas, Cercomonas(flagelados), Colpoda(ciliado), Acanthamoeba, Naegleria(rizópodos ameboides) etc.

INVERTEBRADOS DEL SUELO

Síntesis de compuestosHúmicos coloidales

Restos vegetales,animales, microbianos

MINERALIZACIÓNMás o menos rápidaMINERALIZACIÓNMás o menos rápida

NH3; CO2; PO42+

MINERALIZACIÓNLenta

DESHUMIFICACIÓN

MINERALIZACIÓNLenta

DESHUMIFICACIÓN

Monómeros intermediarios

HUMIFICACIÓNRepolimerizaciónHUMIFICACIÓNRepolimerización

• Sustancias no húmicas: entre las que se incluyen hidratos de carbono, proteínas, péptidos, aminoácidos, grasas, ceras y ácidos orgánicos de bajo peso molecular.

• Sustancias húmicas, que representan entre el 60 y el 70 % del carbono total del suelo y constituyen los polímeros orgánicos más abundantes en la naturaleza. Incluyen: ácidos fúlvicos, ácidos húmicos y humina.

COMPUESTOS ORGÁNICOS NATURALES

ESTRUCTURA TRIDIMENSIONAL DE LOS COMPUESTOS HÚMICOS

HUMINA

TIPOS DE HUMUS

• Humus poco evolucionados(Huminas heredadas + A. Fúlvicos)

• Humus evolucionados de neoformación(A. Húmicos grises)

• Humus evolucionados bioclimáticos(A. Húmicos grises)

• Humus hidromorfos

TIPOS DE HUMUS

Humus poco evolucionados Humus evolucionados de neofor mación

Humus evolucionados bioclimáticos Humus hidromorfos

• Complejos húmico-arcillosos, también llamados arcillo-húmicos, extraordinariamente estables e importantes por su papel en la formación de la estructura del suelo y la estabilización de la materia orgánica.

• Complejos organo-metálicos,de estabilidad variable, e importantes en los procesos de retención de metales pesados en el suelo.

COMPLEJOS ORGANOMINERALES

MO Actinomicetes

Bacterias

Hifas de hongos

Agua

Tipos de uniones en la formación de complejos

FACTORES DE FORMACIÓN

Estudio de la formación de los suelos consistente en la comparación de varios suelos o grupos de suelos con el fin de establecer cuáles han sido los factores de formación que han tenido un mayor peso específico.

TEORIA DE JENNY

s = f (cl, o, r, p, t, ...)

s: propiedad del suelocl: climao: organismos vivosr: relievep: material originario t: tiempo

INTERACCIÓN ENTRE FACTORES

MATERIAL

ORIGINARIOCLIMARELIEVE

ORGANISMOS TIEMPO

MATERIAL ORIGINARIO

Composición mineralógica

Permeabilidad

Granulometría

Material originario Características del suelo

Granitoides

Basaltos y cenizas

Volcánicas básicas

Esquistos

Areniscas

Arcosas

Textura arenosa

Acidez en medios húmedos y con

buen drenaje

Textura arcillosa

Coloraciones rojizas

Contenido elevado en hierro

Textura arcillosa

Textura gruesa

Elevada permeabilidad

Acidez en medios húmedos y

con buen drenaje

Textura arcillosa

Movilización de la arcilla favorecida

LITOSECUENCIA

RELIEVE / TOPOGRAFÍA

Inclinación

Longitud de la pendiente

Posición relativa

Orientación

RELIEVE Y RADIACIÓN SOLAR

RELIEVE Y

PROPIEDADES DEL SUELO

• Profundidad

• Espesor del horizonte A

• Contenido en materia orgánica

• Humedad relativa del perfil

• Grado de diferenciación horizontes

• Contenido en sales solubles

TOPOSECUENCIA

CLIMA

PERCOLACIÓN

Régimen percolante: P>>ETP

No percolante: ETP>P

Ascensional: ETP>>P

Saturado en agua

410.0299.6490.8900.8790.4Anual

0.064.3100.024.315.615.6104.2Diciembre

0.00.075.773.329.429.4102.7Noviembre

0.00.02.42.466.166.168.5Octubre

79.70.00.00.038.0117.738.0Septiembre

155.20.00.00.010.7165.910.7Agosto

171.90.00.00.07.7179.67.7Julio

3.20.00.0-90.7128.9132.138.3Junio

0.00.090.7-9.377.377.368.0Mayo

0.06.8100.00.050.950.957.7Abril

0.047.0100.00.033.533.580.4Marzo

0.088.3100.00.018.718.7106.9Febrero

0.093.2100.00.014.114.1107.4Enero

DéficitExcesoR∆∆∆∆RETRETPPMeses

RELACIÓN ENTRE FORMACIÓN DE MINERALES SECUNDARIOS Y CLIMA

RELACIÓN ENTRE PROPIEDADES DEL SUELO Y CLIMA

RELACIÓN ENTRE PROPIEDADES DEL SUELO Y CLIMA

CLIMOSECUENCIA

ORGANISMOS VIVOS

Constituyen la fuente principal de compuestos de la fracción orgánica del suelo.

Ejercen importantes acciones de alteración de los materiales edáficos.

Producen una intensa mezcla de los materiales edáficos.

Favorecen el desarrollo y estabilidad de la estructura.

Aumentan la porosidad del suelo. Favorecen el drenaje.

SUELO Y VEGETACIÓN

Especie vegetal Medio

Sphagnum cuspidatum Turberas

Calluna vulgaris Medios ácidos

Suaeda vera Suelos salinos

Gypsophila hispanica Suelos yesosos

Sphagnum cuspidatum

Turberas

Suaeda vera

Suelos salinos

INFLUENCIA DE LA FAUNATermiteros

Influencia humana

TIEMPO

TIEMPO

TIEMPO

ESTIMACIONES DEL TIEMPO DE FORMACIÓN

VERTEDERO CONTROLADOVERTEDERO CONTROLADO