Factores que influyen en la contaminación de los suelos

ASIGNATURA:CONTAMINACI

ÓN DE SUELOS

SEMESTRE: VII

DOCENTE: Ing. JAVIER ENRIQUE BALBIN DURAND

Semana: 10

I.- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CONTAMINACIÓN DE LOS SUELOS.

El ciclo de vida de un suelo obedece a las reglas de un ecosistema compuesto por una sustancia mineral inorgánica que sirve de soporte y alimentación a los vegetales, así como de plantas capaces de producir materia orgánica mediante la fotosíntesis y que necesitan para su subsistencia sólo aire, agua y minerales; existen en él animales que consumen vegetales, bacterias y hongos que descomponen a la materia muerta para incluirla en el ciclo de producción.

El suelo degrada rápidamente la mayoría de los desechos y devuelve los componentes a sus ciclos naturales, disminuyendo con ello el efecto contaminante ocasionado por las actividades del humano. El suelo tiene una área superficial y una actividad catalítica enorme además de un suministro de agua y oxígeno con los cuales puede desactivar a los contaminantes.

El incremento de la población ha demandado de la aplicación de la tecnología a la agricultura mediante el uso de nuevos productos químicos que han sido utilizados, muchas veces, sin las precauciones necesarias y llegan al suelo en concentraciones excesivas, llegando a ser tóxicos para las plantas, por ejemplo, la aplicación de fungicidas de cobre.

En el suelo esos productos químicos pueden ser transformados por descomposición fotoquímica o trasladadas como sólidos por la erosión, o por el agua o ser disueltos, adsorbidos, degradados o absorbidos por las plantas; por ejemplo, la eutroficación de aguas por fosfatos. Los arseniatos de los fungicidas son retenidos por el suelo y ocurre una acumulación biológica.

La movilidad de contaminantes catiónicos en los suelos sigue el orden:

Cu < Pb < Ba < Zn < Cd < Ni < Mg

Los factores que influyen sobre la movilidad catiónica son: la textura, la superficie específica, el pH y el contenido de sesquióxidos libres en el suelo.

El estado físico en que se encuentran las sustancias contaminantes tiene gran efecto sobre su distribución. Los contaminantes sólidos provocan graves daños en áreas específicas, y los sólidos finos son arrastrados por los ríos, vientos a grandes distancias hasta donde provocan sus daños. Los contaminantes líquidos son más móviles, aunque tienen áreas específicas.

Los metales conocidos como contaminantes importantes siguen la serie de solubilidad:

Cd > ó = Zn > Ni > Cu > Pb > Cr

La absorción de los elementos químicos por las plantas es favorecida por su solubilidad, dependiendo también, de mecanismos de absorción específicos y del antagonismo con otros metales, por ejemplo, grandes cantidades de calcio reducen la absorción del estroncio, un componente de los residuos nucleares. La toxicidad de algunos metales para las plantas depende en mucho del tipo de vegetal de que se trate de acuerdo a las vías metabólicas a las que afecte. Ésta se puede manifestar de varias formas:

1. Alteración del balance iónico de la membrana plasmática lo que ocasiona la salida de iones como el potasio.

2. Alteración del balance iónico en organelos celulares y el citoplasma, lo que genera una inhibición del crecimiento (inhibición de la divición celular), alteraciones metabólicas (reacciones enzimáticas en la fotosíntesis y en la respiración).

La resistencia de las plantas a los metales contaminantes se manifiesta de dos formas principales: evasión y tolerancia . La evasión es considerada como la capacidad de la planta para prevenir una captación excesiva, mientras que la tolerancia se manifiesta como la capacidad para controlar la concentración de esos metales, en su cuerpo.

La evasión involucra dos tipos de procesos: exclusión y expulsión. En ellos se manifiesta: impermeabilidad (cambio en el arreglo molecular de la membrana); captación disminuida (cambios en la capacidad de la membrana para unir metales con fracciones pectínicas y proteicas) y; precipitación (aumento en la exudación de sustancias quelantes de metales como ácidos orgánicos, azúcares, aminoácidos y péptidos). Para llevar a cabo la expulsión, las plantas incrementan el transporte activo y la volatilización.

La tolerancia se lleva a cabo principalmente por acumulación en forma inocua. Se pueden producir compuestos que se almacenan como aminoácidos o ácidos como el cítrico y el málico. También pueden ocurrir alteraciones metabólicas a nivel enzimático o alteraciones de transporte de sustancias de una a otra región de la planta, por ejemplo, la restricción de la circulación de compuestos de la raíz hacia el tallo; de hecho, las vacuolas funcionan como organelos que restringewn por momentos, la circulación de algún compuesto, dentro de la célula.

La presencia de metales como contaminantes pueden producir a las plantas diferentes alteraciones, tales como:

METAL EFECTOS

ALUMINIO Inhibición de la división celular, alteración de la membrana celular y de las funciones a nivel citoplásmico.

ARSÉNICO Reducción del crecimiento y alteración de la concentración de Ca, K, P y Mn en la planta.

CADMIO Inhibición de la fotosíntesis y la transpiración. Inhibición de la síntesis de clorofila. Modificación de las concentraciones de Mn, Ca y K.

COBRE Desbalance iónico, alteración de la permeabilidad de la membrana celular, reducción del crecimiento e inhibición de la fotosíntesis.

CROMO Degradación de la estructura del cloroplasto, inhibición de la fotosíntesis. Alteración de las concentraciones de Fe, K, Ca y Mg.

MERCURIO Alteración de la fotosíntesis, inhibición del crecimiento, alteración en la captación de K.

PLOMO Inhibición del crecimiento, de la fotosíntesis y de la acción enzimática.

ZINC Alteración en la permeabilidad de la membrana celular, inhibición de la fotosíntesis, alteración en las concentraciones de Cu, Fe y Mg.

Los plaguicidas son contaminantes que deterioran el suelo. Ciertamente los plaguicidas representan una garantía para el mejoramiento de las cosechas, la producción de alimentos y la erradicación de epidemias, epizootias y plagas, pero su mala administración y su empleo excesivo conducen a la degradación del suelo.

Los detergentes son contaminantes del suelo y del agua, al ser acarreados por el drenaje provocan espuma y capas de diferente densidad y constitución químicas que cambian las características de

las aguas y de los suelos, matando microfauna y microflora o favoreciendo su reproducción en exceso, lo que provoca una disminución del contenido de oxígeno y la putrefacción masiva de que deteriora al suelo.

Los plaguicidas son todas aquellas sustancias químicas utilizadas para eliminar o controlar aquellos organismos hostiles al hombre, y se clasifican, por su composición química, por el tipo de organismo que destruyen, o por características como: persistencia, toxicidad, tendencia a disolverse en agua o a evaporarse. Su potencial como contaminante del medio ambiente depende de sus propiedades físicas, químicas y biológicas.

El primer plaguicida sintético fue el DDT, C14H9Cl5 ,diclorodifeniltricloroetano o 2,2-(4,4´-Dicloro-Difenil)-1,1,1-Tricloroetano, que es un insecticida que durante la Segunda Guerra Mundial se usó para combatir el paludismo y la tifoidea, al matar al mosquito transmisor, mata moscas y cucarachas, y muchas plagas de la agricultura. No es biodegradable y se acumula en el ambiente y en el tejido grasoso causando daños, en especial a peces y aves. Se ha restringido su uso pero se producen 80 000 toneladas de DDT a nivel mundial.

Aproximadamente entre el 85 y 90 % de la superficie sembrada con maíz, soya, algodón, cacahuate y arroz se rocía con herbicidas para controlar la maleza. La mayoría de los herbicidas no eran selectivos (acababan con la maleza pero dañaban al cultivo, hasta que descubrieron el ácido 2, 4-diclorofenoxiacético (2,4-D) terminaba con las hojas gruesas de la maleza, pero permitía que las hojas de los cultivos, más delgadas, crecieran sin daño y con buenos rendimientos. Todavía es el más utilizado en el cultivo de trigo. Además se requería sólo entre 0.6 y 5 kg./hectárea en lugar de más de 500 kg/ha necesarios de herbicidas inorgánicos, como el clorato de sodio.

A nivel industrial se utilizan unos 40 herbicidas, entre los más utilizados están: la trifluralina en el algodón, habas, melón, tomate y betabel; la atrazina en el maíz, la caña de azúcar y la piña; y el fluometurón en el algodón y caña de azúcar. Una nueva clase de herbicidas se desarrolló recientemente, que representa una mejor alternativa. Un ejemplo es el GleanTM o clorsulfurón que es efectivo contra las malezas que crecen entre los cereales como el trigo, cebada y avena, y se requiere poca cantidad, alrededor de 70 g/ha.

Actualmente, el volumen de desechos sólidos ha aumentado de manera crítica, por el desmedido consumo de productos que vienen en los llamados envases no retornables, que proliferan día a día. Aunque la composición de la basura es heterogénea, sus componentes pueden catalogarse en varios grupos, en relación con la degradación biológica a que están sujetos. Materia orgánica de fácil degradación (putrescible) generalmente, formada por restos de alimentos; materiales de degradación lenta como aceites, huesos, papel, ciertos plásticos, trapo y varios metales; y otros que no se degradan como el vidrio y la mayoría delos plásticos.

3. Dos tipos de contaminación: natural y antrópica

Un suelo se puede degradar al acumularse en él sustancias a unos niveles tales que repercuten negativamente en el comportamiento de éste. Las sustancias, a esos niveles de concentración, se vuelven tóxicas para los organismos del suelo. Se trata pues de una degradación química que provoca la pérdida parcial o total de la productividad del suelo.

Hemos de distinguir entre contaminación natural o endógena y contaminación antrópica o exógena.

Un ejemplo de contaminación natural es el proceso de concentración y toxicidad que muestran determinados elementos metálicos, presentes en los minerales originales de algunas rocas a medida que el suelo evoluciona. Obviamente a medida que avanza el proceso de concentración residual de los metales pesados se produce el paso de estos elementos desde los minerales primarios; es decir, desde formas no asimilables, a especies de mayor actividad e influencia sobre los vegetales y el entorno.

Otro ejemplo de aparición natural de una anomalía de concentración de una forma tóxica se produce en la evolución acidificante de los suelos por la acción conjunta de la hidrólisis.

Los fenómenos naturales pueden ser causas de importantes contaminaciones en el suelo. Así es bien conocido el hecho de que un solo volcán activo puede aportar mayores cantidades de sustancias externas y contaminantes, como cenizas, metales pesados, que varias centrales térmicas de carbón.

Pero las causas más frecuentes de contaminación son debidas a la actuación antrópica (del hombre), que al desarrollarse sin la necesaria planificación producen un cambio negativo de las propiedades del suelo.

En los estudios de contaminación, no basta con detectar la presencia de contaminantes sino que se han de definir los máximos niveles admisibles y además se han de analizar posibles factores que puedan influir en la respuesta del suelo a los agentes contaminantes, como son: vulnerabilidad, poder de amortiguación, movilidad, biodisponibilidad, persistencia y carga crítica, que pueden modificar los denominados "umbrales generales de la toxicidad" para la estimación de los impactos potenciales y la planificación de las actividades permitidas y prohibidas en cada tipo de medio.

Que pueden tomar los diferentes aspectos:

1.1. VULNERABILIDAD DEL SUELO .

Este concepto o susceptibilidad resulta de la confrontación de la fragilidad del sistema natural con una determinada actividad antrópica. Esta puede ser, la erosión hídrica, eólica, a la degradación física o química, a la desertización entre otros.

Representa el grado de sensibilidad (o debilidad) del suelo frente a la agresión de los agentes contaminantes. Este concepto está relacionado con la capacidad de amortiguación. A mayor capacidad de amortiguación, menor vulnerabilidad.

El grado de vulnerabilidad de un suelo frente a la contaminación depende de la intensidad de afectación, del tiempo que debe transcurrir para que los efectos indeseables se manifiesten en las propiedades físicas y químicas de un suelo y de la velocidad con que se producen los cambios secuenciales en las propiedades de los suelos en respuesta al impacto de los contaminantes.

1.1.1.VULNERABILIDAD Y AUTODEPURACIÓN DE LOS SUELOS.

A). Capacidad de autodepuración y las propiedades del suelo.

El suelo es un sistema abierto en el espacio y en el tiempo. Evoluciona transformándose hasta alcanzar el equilibrio con las condiciones ambientales y a partir de ese momento tiende a permanecer estable. El suelo puede considerarse como un sistema depurador porque es capaz de degradar o inmovilizar los contaminantes.

El poder de amortiguación de un suelo representa la capacidad que tiene un suelo de inactivar los efectos negativos de los contaminantes. Esta beneficiosa acción se puede ejercer por varios mecanismos:

Neutralización Degradación biótica o abiótica Adsorción Complejización Insolubilización

La capacidad depuradora depende fundamentalmente de determinadas características de los horizontes superficiales:

La actividad microbiológica, que facilita la descomposición e inmovilización de los contaminantes.

La arcilla y la materia orgánica que mediante reacciones físicoquímicas adsorben a los contaminantes y permiten su inmovilización o liberación.

La capacidad filtrante, que va a regular la facilidad de penetración de los contaminantes. Estas acciones dependeran de determinadas propiedades del suelo que influyen en los

mecanismos de autodepuración: Textura. Los suelos de textura arcillosa tienen una alta capacidad de autodepuración. Estructura. Los agentes contaminantes pueden provocar la destrucción de la estructura, por

dispersión, si contienen altos contenidos en sodio. Porosidad y permeabilidad. Facilitan la circulación de los contaminantes en el suelo y

pueden eliminar rápidamente los contaminantes y traspasarlos a los niveles freáticos. Capacidad de cambio iónico. Aumenta la capacidad de autodepuración al fijar los

contaminantes sobre la superficie de las particulas. Salinidad. Los contaminantes pueden aumentar la salinidad y como consecuencia disminuir

la estabilidad del suelo. pH. Los contaminantes pueden acidificar el suelo, por vertidos o por oxidación de sulfuros y

oxidos nitrosos, con lo que aumenta la vulnerabilidad del suelo.

Eh. El ambiente oxidante aumenta el poder autodepurador al facilitar la actividad microbiana de descomposición.

Los gases del suelo ejercen también un importante papel, proporcionando el suficiente oxígeno para la actividad microbiana.

De cualquier forma, por muy favorables que sean las características del suelo, es evidente que la capacidad depuradora no es ilimitada. El suelo no puede asimilar, inmovilizar, inactivar y degradar todos los contaminantes que recibe y por ello, en un determinado momento, cuando se superan unos determinados umbrales, puede transferir los contaminantes a otros medios e incorporarlos en las cadenas tróficas. Se produce entonces una situación no prevista que ha sido definida recientemente por algunos autores como "Bomba Química del Tiempo".

B). EL SUELO COMO BOMBA QUÍMICA DEL TIEMPO (BQT)

Es un concepto que se refiere a una cadena de acontecimientos que resultan de la retrasada y repentina, presencia de efectos perjudiciales causados por la movilización o transformación de compuestos químicos almacenados en suelos como respuesta a determinadas alteraciones del ambiente.

La BQT depende de tres grandes factores: vulnerabilidad del suelo, entrada de compuestos químicos, uso del suelo.

El concepto BQT implica una rápida liberación de productos químicos almacenados durante un tiempo; el impacto medioambiental que se produce está relacionado con la cantidad y tipo de productos químicos liberados. Esta cantidad es proporcional a la capacidad de almacenaje. Así, los suelos más peligrosos, en el sentido de BQT, son aquellos con alta capacidad para almacenar productos químicos perjudiciales.

La BQT es un fenómeno que se refiere a los efectos retardados y al tiempo de demora. La BQT es proporcional a la capacidad del suelo para almacenar tóxicos o productos químicos dañinos para el medio ambiente. Un suelo que tiene una baja capacidad de almacenaje de un producto químico particular, manifestará un pequeño o ningún retraso de tiempo con respecto al tiempo de entrada y de salida del producto químico. Puede tener un importante efecto medioambiental en tales sistemas, pero no será un efecto típico de BQT.

Los productos químicos, que provocan los sucesos BQT son las especies más resistentes a la descomposición química como metales pesados y productos orgánicos persistentes. Estos pueden ser retenidos durante un tiempo, pero al final se liberan al ambiente, directamente o a través de sus productos de descomposición que pueden ser todavía más tóxicos.

La combinación de la capacidad de almacenaje del suelo, por un lado, y la entrada de productos químicos al mismo, por otro, determina el tipo de la respuesta medioambiental. Una clasificación de posibles respuestas, se muestra en la siguiente figura.

La "respuesta rápida" constituye una "situación grave de contaminación inmediata". Representa condiciones en las que la capacidad de almacenaje de un suelo es baja y la entrada de productos químicos es alta, en esta clase no hay fase de almacenaje y los productos químicos se mueven a través del suelo rápidamente contaminando aguas o vegetación. En el otro extremo está la clase de "almacenaje protegido". En este caso la capacidad de almacenaje es muy alta para la escasa entrada de productos químicos, que serán almacenados sin movilidad significativa durante cientos o miles de años, escala de tiempo que excede al espacio normal que concierne a la sociedad. La tercera clase "BQT prototipo", se refiere a las condiciones en las que prevalecen alta capacidad de almacenaje y elevadas entradas de contaminantes. Esta situación es muy peligrosa pues hay una larga fase de almacenaje seguida de saturación y movilización de los productos químicos almacenados. Por último la situación "sin almacenaje" la presenta un suelo en el que no se van a presentar fenómenos de BQT debido a su baja capacidad de almacenaje; mientras que el suelo siga recibiendo una baja cantidad de sustancias contaminantes la situación no es peligrosa pero un cambio en la llegada de contaminantes producirá un cambio hacia la situación de "respuesta rápida".

Los cambios en las entradas de los contaminantes y en las capacidades de los suelos pueden desplazar las respuestas en cualquier sentido, entre cualquiera de estas cuatro respuestas tipificadas.

Una buena planificación ambiental ha de llevar la situación "respuesta rápida" hacia la de "almacenaje protegido" o a la de "sin almacenaje", o al menos a la repuesta "BQT-Prototipo".

C). PROPIEDADES CONTROL

La capacidad de almacenaje está controlada por las propiedades de los suelos y estas capacidades pueden resultar disminuidas por cambios en estas propiedades. Estas propiedades son utilizadas para controlar los riesgos de BQT en los suelos, y por eso se les llama Propiedades Control. En la

siguiente tabla se indican la importancia de estas propiedades (Propiedades Control de la Capacidad Tampón) para la movilidad de metales pesados y compuestos orgánicos tóxicos.

Importancia de Propiedades que Controlan la Capacidad Tampón de los Suelos (PCCs) para Metales Pesados y Compuestos orgánicos tóxicos PCC Características

Capacidad cambio catiónico (CCC)

Suelos con CCC baja presentan baja capacidad para retener metales pesados por adsorción. La CCC depende del contenido y tipo de minerales de la arcilla, contenido en materia orgánica y pH del suelo.

pH Descenso del pH incrementa la solubilidad de metales pesados, desciende CCC, y altera la población microbiana.

Potencial redox (Eh)

Descenso en el potencial redox (condiciones más reductoras), disuelve óxidos de hierro y manganeso, resultando la movilización de los tóxicos adsorbidos.

Contenido en materia orgánica

Descenso en el contenido de materia orgánica, reduce las capacidadades: de cambio de cationes, de amortiguación del pH del suelo, de adsorción de compuestos tóxicos, de almacenamiento de agua; altera la estructura (incrementa la erodibilidad del suelo), y decrece la actividad microbiana.

EstructuraLa alteración de la estructura del suelo puede reducir el drenaje y por tanto disminuye el Eh y aumenta la erodibilidad del suelo.

Salinidad

Incremento en salinidad solubiliza compuestos químicos tóxicos por alteración del equilibrio de cambio iónico, aumentando complejos solubles y decreciendo actividades termodinámicas en solución; esto puede también decrecer la actividad microbiológica.

Actividad microbiana La alteración de la actividad microbiana y población ecológica puede alterar la materia orgánica, el potencial redox, y el pH.

Las actividades humanas afectan a estas Propiedades Control repercutiendo en los efectos BQT, como se resume en la siguiente tabla.

Relaciones entre la actividades humanas y cambios en las PCCs PCC Actividades humanas

Capacidad cambio catiónico (CCC)Afectada indirectamente por actividades que influyen en el pH, contenido en materia orgánica, y salinidad.

pH Deposición atmosférica ácida; prácticas agrícolas (el encalado aumenta el pH, el

fertilizante nitrogenado desciende el pH); cambio climático, altera el ciclo del nitrógeno, y modelos estacionales de precipitación y evapotranspiración.

Potencial Redox (Eh) Drenaje de tierras húmedas o inundaciones de tierras secas.

Contenido en materia orgánica Cambios en vegetación; prácticas agrícolas.

Estructura Prácticas agrícolas: compactación y erosión. Riego con aguas sódicas.

Salinidad Riego con aguas salobres; intrusión del agua marina.

Actividad microbiológica

Afectada directamente por actividades que afectan el potencial redox y pH, y directamente por efectos sinérgicos de toxinas múltiples, y cambio climático.

Por otra parte, los cambios climáticos también van a repercutir en la capacidad de almacenaje de los suelos.

D). CONTROL DE LA VULNERABILIDAD DE LOS SUELOS.

Para predecir las posibles bombas químicas antes de que ocurra un desastre ambiental, sería conveniente determinar y cartografiar la capacidad del suelo para almacenar determinados contaminantes.

Este establecimiento de riesgos en cuanto al concepto de BQT está todavía poco desarrollado. La Comunidad Europea ha financiado el proyecto "Vulnerabilidad de los suelos de Europa" en el que se realiza una cartografía a escala 1:5.000.000 (proyecto SOVEUR http://www.isric.nl), entendiendo por vulnerabilidad el riesgo a decaer en sus funciones, esto exige previamente la elaboración de mapas temáticos sobre condiciones agroclimáticas, geológicas, hidrológicas, edáficas... reunidos dentro de un sistema de información geográfica (GIS).

El Mapa de Suelos FAO ha sido utilizado como documento base en la elaboración de mapas temáticos para establecer diferencias de vulnerabilidad frente a distintos agentes contaminantes o para predecir el comportamiento del suelo si se produjesen modificaciones climáticas o del uso del mismo.

Mapa de Europa Vulnerabilidad del suelo a acidificación y reducción.

Los suelos vulnerables son:

De pH bajo (pH<5), sin capacidad tampón, pobres en filosilicatos de la arcilla, poca saturación en bases, moderada materia orgánica (<5%), careciendo de horizontes árgico, cálcico, móllico y horizontes orgánicos.

Suelos poco drenados, e.j. con gley o propiedades gleicas dentro de los 100cm, contenido en materia orgánica moderado.

suelos orgánicos.

Basados en estos criterios, trece unidades del mapa del mundo FAO/UNESCO son consideradas sensibles a efectos de cambios ambientales sobre sesquióxidos.

En la siguiente figura se reproducen la situación de los suelos particularmente vulnerables a la salinización en el Mediterráneo.

En el siguiente mapa se muestran las áreas de los suelos cercanos a las costas en Europa vulnerables a la ascensión del nivel del mar, si existiese un cambio climático.

Un suelo se puede degradar al acumularse en él sustancias a unos niveles tales que repercuten negativamente en el comportamiento de los suelos. Las sustancias, a esos niveles de concentración, se vuelven tóxicas para los organismos del suelo. Se trata pues de una degradación química que provoca la pérdida parcial o total de la productividad del suelo.

Hemos de distinguir entre contaminación natural, frecuentemente endógena, y contaminación antrópica, siempre exógeno.

Los fenómenos naturales pueden ser causas de importantes contaminaciones en el suelo. Así es bien conocido el hecho de que un solo volcán activo puede aportar mayores cantidades de sustancias externas y contaminantes, como cenizas, metales pesados, H+ y SO4=, que varias centrales térmicas de carbón.

Pero las causas más frecuentes de contaminación son debidas a la actuación antrópica, que al desarrollarse sin la necesaria planificación producen un cambio negativo de las propiedades del suelo.

En los estudios de contaminación, no basta con detectar la presencia de contaminantes sino que se han de definir los máximos niveles admisibles y además se han de analizar posibles factores que puedan influir en la respuesta del suelo a los agentes contaminantes.

E). PODER DE AMORTIGUACIÓN.

El conjunto de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo lo hacen un sistema clave, especialmente importante en los ciclos biogeoquímicos superficiales, en los que actúa como un reactor complejo, capaz de realizar funciones de filtración, descomposición, neutralización, inactivación, almacenamiento, etc.

Por todo ello el suelo actúa como barrera protectora de otros medios más sensibles, como los hidrológicos y los biológicos.

La mayoría de los suelos presentan una elevada capacidad de depuración.

Esta capacidad de depuración tiene un límite diferente para cada situación y para cada suelo. Cuando se alcanza ese límite el suelo deja de ser eficaz e incluso puede funcionar como una "fuente" de sustancias peligrosas para los organismos que viven en él o de otros medios relacionados.

Un suelo contaminado es aquel que ha superado su capacidad de amortiguación para una o varias sustancias y, como consecuencia, pasa de actuar como un sistema protector a ser causa de problemas para el agua, la atmósfera, y los organismos. Al mismo tiempo se modifican sus equilibrios biogeoquímicos y aparecen cantidades anómalas de determinados componentes que originan modificaciones importantes en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.

F). LA GEODISPONIBILIDAD.

Es la consecuencia directa de la actividad minera: al llevar a cabo la explotación minera de un yacimiento, se ponen a disposición del medio geológico unos elementos que antes no lo estaban, o lo estaban de forma mucho más limitada. Cabe destacar, no obstante, que muchos yacimientos minerales, particularmente los de menas sulfuradas, son en sí fuentes naturales de contaminación ambiental. Esto depende en gran medida de si son o no aflorantes, de su profundidad (en especial, si se localizan por encima o por debajo del nivel freático), composición mineralógica, etc.

G). LA BIODISPONIBILIDAD.

Se entiende la asimilación del contaminante por los organismos, y en consecuencia la posibilidad de causar algún efecto, negativo o positivo.

Por su parte, sería “el grado por el cual un contaminante en una fuente potencial, está disponible para ser tomado por un organismo”. Por ejemplo, muchas plantas tienen la capacidad de absorber determinadas concentraciones de elementos pesados, siempre que se encuentren en el suelo en formas solubles, o asociados a nutrientes básicos.

Biodisponibilidad de los contaminantes e interaccionescon la matriz del suelo.

Uno de los aspectos más importantes a tener encuenta, con relación a la capacidad de biodegradar contaminantesorgánicos hidrofóbicos en el suelo, es el de labiodisponibilidad [76,90,94].

La biodisponibilidad es un concepto difícil de definiya que en cada compartimento ambiental (agua, sedimentos,suelo o aire) juega un papel diferente. Por ejemplo,la disponibilidad de un compuesto orgánico en agua sereduce, temporalmente, cuando se une a partículas suspendidaso a sedimentos; la biodisponibilidad de un metal enun sedimento o en un suelo puede aumentar cuando el Phdisminuye; en el aire, los hidrocarburos aromáticos policíclicosque están ligados o incluso incorporados en partículaspueden resultar inaccesibles a las superficies respiratorias(por ejemplo pulmones de los mamíferos), al contrarioque los hidrocarburos gaseosos. El concepto de biodisponibilidadengloba pues diferentes factores, físicos, químicosy biológicos del entorno y es diferente para diferentesorganismos.Cuando se hace referencia a la biodisponibilidad ensuelo, hay que tener en cuenta las características físicas,químicas y biológicas de este compartimento. La textura,granulometría y la composición del suelo determinan suspropiedades físicas y químicas como contenido de agua,oxígeno, sales, arcilla, minerales, materia orgánica y pH.Cada una de estas propiedades puede variar espacialmentepero también temporalmente. Cuando hay un exceso delluvia, el contenido en agua aumentará y como resultado laconcentración de sales disminuirá, mientras que el pHpuede aumentar, disminuir o permanecer inalterado. En laépoca de caída de las hojas, se forma una capa de materiaorgánica en la superficie del suelo, que comienza a serdegradada por los microorganismos, alterándose estacionalmenteel contenido y la composición de la materiaorgánica.

En definitiva, la minería pone a disposición del medio ambiente una serie de sustancias potencialmente tóxicas, pero que por lo general han de sufrir una serie de transformaciones físicas, químicas y biológicas para que puedan entrar en la biosfera. No obstante, y parafraseando la letra de una canción del grupo español Mecano, podríamos decir de la minería: “no podemos vivir sin ella, pero con ella tampoco”. El Nevada Bureau of Mines (USA) lo ha expresado de la siguiente forma: “Ifitisn’tgrown, it has to be mined”. Sin embargo, hoy por hoy se están adoptando una serie de medidas correctoras que hacen que la minería aún siendo una vecina incómoda, al menos “sí podamos vivir con ella”.

H). MOVILIDAD.

La movilidad regulará la distribución del contaminante y por tanto su posible transporte a otros sistemas.

La movilidad del contaminante y su acumulación en los distintos medios dependerán de las características de los contaminantes y de la naturaleza de los compartimientos ambientales.

Las propiedades físicas que resultan claves para la movilidad del contaminante son la volatilidad y solubilidad en agua. Los contaminantes orgánicos persistentes suelen transportarse a largas distancias, lo que se conoce como "efecto saltamontes", denominación que deriva de la capacidad de una sustancia de poder ser transportada por vía del agua, aire o especies migratorias a áreas remotas con relación a donde es utilizada o emitida.

El transporte de contaminantes en el medio es el vínculo entre la liberación del contaminante por unafuente y el contacto con el receptor en el punto de exposición.

Cuando un contaminante es liberado al medio existe la posibilidad de que ocurran varios procesos detransporte, transformación y/o acumulación. La comprensión de los procesos involucrados en eltransporte de contaminantes en el medio, incluido las transformaciones que los contaminantes sufrenen dichos procesos, permite además de evaluar el grado de exposición del receptor, conocer elimpacto que tendrá dicha liberación sobre los compartimientos agua, aire y suelo y constituye unelemento clave para diseñar los programas de monitoreo y control.

En la siguiente figura se presenta un esquema simplificado señalando la vinculación entre la liberación, eltransporte de contaminantes en el medio ambiente y las vías de exposición para los diferentes receptores.

Para determinar el comportamiento de un contaminante una vez que es liberado al medio es necesarioconocer las propiedades fisicoquímicas del contaminante y su comportamiento ambiental, así comolas características del medio físico donde se ubica la fuente y el receptor. Algunos de los procesos quese desarrollan en el medio, una vez que es liberado el contaminante, pueden atenuar el impacto oretardar la transferencia de contaminantes.Las características básicas de un contaminante para evaluar su comportamiento ambiental son aquellasque reflejan el grado de movilidad que pueda tener en los distintos medios (agua, aire, suelo), supersistencia, la biodegradabilidad, el potencial de intervenir en reacciones químicas y de bioacumularsey biomagnificarse en la cadena trófica.

El clima, la geología, la edafología, la hidrología y la composición biológica de los medios, son factoresque podrán acelerar, retardar o atenuar la movilidad de los contaminantes en el medio ambiente.

Mientras más alto sea el pH, tendremos más goethita a lo largo del curso fluvial (disminuye la solubilidad del Fe3+), y mientras más goethita (y mayor pH), mayor adsorción de plomo por parte de la primera (Figura 1).

Calizas

M ineralización

GranitoM ina

Pozo agua

Figura1 .- Esquema de movilidad del Pb en función del pH y de la presenciade goethita en el medio fluvial afectado por actividades mineras.

J). LA PERSISTENCIA.

Es la capacidad de permanecer en el medio ambiente largos períodos de tiempo sinsufrir degradación química o biológica. Se debe tener en cuenta que el parámetro con el que se cuantificala persistencia es aplicado sólo a compuestos orgánicos que son los compuestos pasibles de degradarsequímica o biológicamente. Los metales son netamente persistentes ya que si bien pueden sufrir reacciónde transformación química, el átomo de metal siempre permanece como tal.

regulará el periodo de actividad de la sustancia y por tanto es otra medida de su peligrosidad.

• Carga crítica.Representa la cantidad máxima de un determinado componente que puede ser aportado a un suelo sin que se produzcan efectos nocivos.

Desarrollo histórico

Las primeras manifestaciones de contaminación antrópica pudieron causar efectos similares a los de otras causas naturales. Así, en las primeras culturas sin duda el fuego, que fue un elemento clave para el desarrollo de las mismas, permitió modificar la organización espacial del suelo. En un incendio forestal se producen un gran número de sustancias volátiles, cenizas, etc., que regresan al suelo con la lluvia o simplemente por la acción de la gravedad.

El desarrollo agrícola del Neolítico y sobre todo el posterior descubrimiento de los metales y la manera de transformarlos, debieron ser las causas fundamentales de la contaminación de los suelos.

Las labores agrícolas en climas más o menos áridos provocan frecuentemente la salinización del suelo. El regadío intensivo con aguas de baja calidad (a veces, además, en áreas con suelos de sustratos ricos en sales) provoca la rápida degradación del suelo. La salinización ha originado pérdidas muy importantes de la capacidad productiva en todas las culturas.

INFORME: AGENTES CONTAMINANTES Y SU PROCEDENCIA