Contaminacion de Aguas

1Contaminacin de aguas Contaminacin de aguas

Relacionada con la actividad agrcola

Aguas subterrneas : aquferos

Aguas superficiales : arroyos, caadas, ros, lagos

2Contaminacin o Polucin:

Derivada del uso de recursos como suelo y agua para producir alimentos, etc.

3Polucin afecta:

Salud en humanos y animales

Calidad de productos agrcolas (provenientes de animales y plantas)

4Contaminantes:

N-NO3-

Pesticidas (Herbicidas, Insecticidas,Fungicidas, etc.)

5Contaminantes

De donde salen?

Fuentes de contaminacin?

6N-NO3-

Fuentes de NO3- en los suelos:

Fertilizantes nitrogenados:orgnicos, amoniacales, ntricos

Mineralizacin de la materia orgnica del suelo

7N-NO3-

Cual es la fuente de contaminacin mas importante, suelo o fertilizante?

En otros pases

En Uruguay

8Pesticidas

Aplicacin de pesticidas

9Contaminantes:

Pesticidas y N-NO3-

10

Mecanismo de transporte

Mueven los contaminantes desde el suelo hacia el lugar final de contaminacin, las aguas profundas y/o superficiales.

11

Mecanismos de transporte

Drenaje profundo (agua)

Escurrimiento superficial (agua)

Erosin (slidos)

12

PRECIPITACIONPRECIPITACIONANUALANUAL

INFILTRACIONINFILTRACION

EVAPORACION

Escurrimientosuperficial

Movimiento deagua profunda

Drenajeprofundo

Zona radicular

Zona saturada

Acufero superficial

Capa impermeable

13

Mecanismos de transporte

Importancia relativa depende:

Caractersticas del suelo

Caractersticas del contaminante

14

Caractersticas de los suelos

Influyen:

en el camino que toma el agua

en la tasa de flujo del agua

15

Caractersticas de los suelos

Texturas arcillosas dificultan la infiltracin del agua en el suelo.

Suelos de buena estructura favorecen la infiltracin del agua

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Materia Orgnica.

Suelos con alto nivel de materia orgnica retienen ms agua por unidad de volumen.

La materia orgnica tambin favorece la estructura del suelo.

17

Pendiente

Posiciones de alta pendiente favorecen el escurrimiento superficial del agua en el suelo.

18

Prcticas de manejo

Pueden llevar a cambios en: Erosin Infiltracin y escurrimiento Vas del agua en el suelo Materia orgnica Restos vegetales (rastrojos

19

Zona de mezclado

Primeros centmetros del suelo donde se mezclan el agua de escurrimiento y las posibles sustancias contaminantes

Disqueado y enterrado por debajo de esta zona disminuyen las prdidas

20

LLUVIAZona deMezclado

(2 cm)Escurrimiento

superficial (agua + suelo)

21

Laboreo reducido

Reduce las prdidas de sedimentoReduce las prdidas de sedimento..

Sin embargo, las prdidas de agroqumicos no necesariamente disminuyen.

22

Laboreo reducido

Lo que realmente disminuyen son las prdidas de material grueso.

Las prdidas de productos qumicos estn, en cambio, ms asociadas a la prdida de agua y material fino (arcilla y M.O.).

23

Laboreo reducido

En general, la mayora de los pesticidas se pierden asociados al agua de escurrimiento.

24

Laboreo reducido

Disminuye la incorporacin de pesticidas en el suelo, que es lo que ms protege a los agroqumicos de ser transportados con el agua y el sedimento.

25

Macroporos

Cuevas de animales

Canales de lombrices

Canales de races en descomposicin

Grietas de expansin-contraccin

26

Macroporos

Permiten el movimiento muy rpido del agua y productos qumicos en profundidad, especialmente si estn abiertos hacia la superficie.

Se habla de bypass: pasa rpidamente por el costado de la zona radicular, que es donde se produce la transformacin qumica y adsorcin de estos productos.

27

Macroporos

Por este camino, an los pesticidas ms fuertemente adsorbidos pueden llegar al agua subterrnea.

Slo una fraccin del volumen del suelo participa de este movimiento preferencial.

Siempre algo de movimiento preferencial existe.

28

Macroporos superficiales

Existen ms en situaciones de no-laboreo, porque el laboreo los rompe.

29


Si una lluvia de poca intensidad hace penetrar el polutante dentro de la matriz del suelo, lluvias fuertes posteriores van a hacer un bypass del producto y este se va a lavar menos de lo previsible.

30


Si las lluvias de alta intensidad se dan inmediatamente a la aplicacin del producto, posiblemente las prdidas por lixiviacin van a ser mayores.

31


El movimiento preferencial y la mayor infiltracin generalmente explican la mayores prdidas de agroqumicos producidas en situaciones de no-laboreo.

32

Formaciones geolgicas.

Acuferos cerca de la superficie sin una capa restrictiva sobre ella, son los ms sensibles a la contaminacin por agroqumicos.

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PRECIPITACIONPRECIPITACIONANUALANUAL

INFILTRACIONINFILTRACION

EVAPORACION

Escurrimientosuperficial

Movimiento deagua profunda

Drenajeprofundo

Zona radicular

Zona saturada

Acufero superficial

Capa impermeable

34

Contaminante

Destino final depende del grado de: Adsorcion (al suelo)

Solubilidad (en agua)

Persistencia (degradable o no)

35

Adsorcin

Se define por el coefficiente K:

Conc. polutante (ppm)- sedimento

K= ------------------------------------------------------------Conc. polutante (ppm) - solucion del suelo

36

Adsorcin

A mayor K, mayor adsorcin

Sustancias con alto K permanecen con el slido

Sustancias con bajo K se mueven con el agua

37

AdsorcinK depende de:

Caractersticas del producto

Caractersticas del suelo, como %M.O y %arcilla

38

Adsorcin K representa el valor del factor de

adsorcin en un sitio especfico, depende del tipo de suelo

Koc representa el valor del factor de adsorcin corregido para un valor constante de carbono orgnico del suelo

Koc depende solo del producto:

39

Adsorcin Calculo de K para una situacin

especifica:

K= [(Koc) (%M.O1.7)] 100

Una vez conocido K, podemos prever el camino o va de transporte para esa sustancia.

40K

1000 100 10 1 0So

b

r

e

o

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e

r

c

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d

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l

a

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u

p

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r

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i

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(

%

)

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0K

1000 100 10 1 0

C

o

n

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l

s

e

d

i

m

e

n

t

o

(

%

)

0

25

50

75

100K

1000 100 10 1 0

Escurrimiento superficial(agua + sedimento)

Flujo subsuperficial(agua de infiltracion)

Pesticidas insolubles P-PO4- N-NH4

+ Pesticidasbasicos o neutros

Herbicidasacidos

N-NO3-

Concentracion en el sedimentoK= ------------------------------------------ Concentracion en la solucion

41

Adsorcin

Sustancias fuertemente adsobidas(K>100).

Se pierden junto con el slido (erosin)

Control Reducir erosin

42

Adsorcin

Sustancias moderadamenteadsobidas (K 1-100).

Se pierden con el agua de escurrimiento superficial.

Control Incorporacin de esta sustancias en el

suelo y reducir escurrimiento

43

Adsorcin

Sustancias debilmente o noadsorbidas (K 0-1)

Se pierden con el agua de infiltracin profunda o drenaje profundo (lavado).

Control Aplicar dosis optima basado en un test de

anlisis , fraccionamiento, momento de aplicacin, aditivos.

44

Solubilidad

Cantidad de una sustancia que permanece disuelta en agua

//www.fagro.edu.uy/fert/web

45

Solubilidad

A mayor solubilidad, mayores perdidas por lavado (infiltracin profunda)

La excepcin, sustancias solubles pero con alto K (generalmente sustancias polares)

46

Persistencia

Tiempo requerido para que una sustancia se disipe o desaparezca del ambiente (suelo, agua).

La descomposicin es uno de los principales mecanismos de disipacin y se mide por la vida media.

47

Persistencia

Vida media:

Tiempo requerido para que la mitad de una sustancia se degrade o descomponga por la accin de procesos qumicos, bioqumicos o fotoqumicos.

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Dias desde la aplicacion

0 20 40 60 80 100

P

r

o

d

u

c

t

o

r

e

m

a

n

e

n

t

e

(

%

)

0

25

50

75

100

Baja persistencia Alta persistencia

Producto remanente (% ) = 100 (e-kT)T=Dias desde la aplicacionk=-(ln 0.5) + T(1/2)T(1/2) = Vida media de la sustancia

49

Relaciones

Solubilidad y adsorcin generalmente estanrelacionadas en forma inversa

Una sustancia con muy bajo K y muy baja persistencia puede disiparse antes de lavarse

50

Pesticidas ms contaminantesEnvironmental Protection Agency (USA)

Vida media mayor a 21 das Solubilidad mayor a 30 ppm Koc menor a 500.

Para un suelo con 3% de C.O. (5.1 % M.O.) = K de aprox. 10.

51

Mejores Practicas de Manejo

(Best Management Practices o B.M.P.)Pretenden:

Minimizar el uso de agroqumicos, manteniendo la calidad del cultivo y protegiendo el medio ambiente.

Reducir el volumen de carriers (sedimentos o aguas)

52


Pretenden reducir:

La concentracin de agroqumicos en loscarriers

La capacidad de transporte: Por ejemplo poniendo fajas empastadas o mediante la construccin de baados artificiales.

53


Para reducir prdidas de nutrientes como N:

Expectativas de rendimiento razonables. Usar anlisis de suelo. Tener en cuenta la residualidad de

leguminosas. Emplear mltiples aplicaciones de N.

54


Para reducir prdidas de Pesticidas:

Usar control mecnico. Usar pesticidas solo cuando es requerido. Aplicar herbicidas en banda. Calibrar el equipo aplicador.

55

Perdidas de N-NO3-

Preocupacin por altos valores en el litoral

condiciones de exceso de agua en otoo-invierno

suelos en barbecho mineralizacin de N del suelo sin cultivo en mayo, suelos con 44 ppm de N-NO3- en Junio, 4 ppm de N-NO3-

56

Perdidas de N-NO3-

Se pierden 40 ppm de N-NO3-, unos 100 kg N/ha.

Agua que infiltra, aprox. 100 mm (Garcia yCardellino, 1983).

Concentracin del agua de infiltracin:(100 kg N-NO3- / 1.000.000 kg/ha agua) x 1.000.000 = 100 ppm de N-NO3-

25mmagua

10 ppm N-NO3- = 25 kg/ha N-NO3-

.

= 25 L/m2 = 250.000 L/haDrenaje profundo =

250000 kg/ha agua25 kg/ha N-NO3- x1.000.000=100 ppm N-NO3-

58

Prdidas de N-NO3- (delfertiliz. o del suelo)

No solo afecta al medio ambiente

Prdida de producto y su funcin (prdida de inversin).

Prdida de rendimiento (prdida de entrada).

Prdida de energa , 1 kg de N = 2 L. de Diesel.

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Date (year-month)jun-95 oct-95 feb-96 jun-96 oct-96 feb-97 jun-97 oct-97 feb-98 jun-98

C

o

n

c

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n

t

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c

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g

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-

N

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3

-

L

-

1

)

0

10

20

30

40

50

60

70 Crop Crop CropFallow Fallow Fallow

P

E

T

(

m

m

d

a

y

-

1

)

0

50

100

150

200

250

300

60

Figura 1. Concentracin de NO3- en aguas superficiales

Fecha de muestreo (1996)

13/3 28/3 24/4 9/5 20/6 18/7

m

g

N

-

N

O

3

-

/

L

05

1015202530354045505560

Nivel Crtico

R.S.SalvadorR.S.JuanA del AguilaABizcochoCaada (Dolores)

61

Concentracin de NO3- en pozos alejados

de fuentes locales de contaminacin


10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

m

g

N

-

N

O

3

-

/

L

05

1015202530354045505560

Nivel Crtico

Dolores 1aDolores 2aDolores 4Curup 1Colonia 2

62


13/3 28/3 24/4 9/5 20/6 26/6 18/7 13/9 26/9

m

g

N

-

N

O

3

-

/

L

05

1015202530354045505560

Nivel Crtico

Figura 3. Concentracin de NO3- en pozos cercanos a fuentes

locales de contaminacinDolores 1bDolores 2b

Colonia 1Curup 2

Dolores 3

Documents

Contaminacion de Aguas