contaminación de suelos agrícolas en el entorno de huelva
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MASTER EN TECNOLOGIA AMBIENTAL CURSO 2010 BIOINGENIERIA
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Contaminación de suelos agrícolas en el entorno de Huelva
Un acercamiento a sus causas y a los tratamientos
aplicables para su remediación
Alvaro Guerrero Bonilla
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CONTENIDO
1. DRENAJES ACIDOS DE MINAS Y SU AFECTACION SOBRE LOS SUELOS
AGRICOLAS DEL ENTORNO DE LAS CUENCAS DEL LOS RIOS ODIEL Y RIOTINTO
1.1. INTRODUCCION
1.2 .GENERACION DE LAS AGUAS ACIDAS
1.3. EFECTOS DE LOS DRENAJES ACIDOS SOBRE SUELOS
CCCAAAAACAGRICOLAS
1.3.1. DESCRIPCION GENERAL
1.3.2. CONTAMINACION POR METALES PESADOS
1.4. LOS SUELOS DE VOCACION AGRICOLA EN LA CUENCA DE LOS
AAAAAAAARIOS ODIEL Y RIOTINTO
1.4.1. CARTOGRAFIA DE LOS SUELOS EN EL ENTORNO DE
AAAAAHUELVA
1.4.2. ACERCAMIENTO AL ESTADO DE CONTAMINACION DE LOS
AAAAASUELOS AGRICOLAS DEL ENTORNO DE HUELVA
2. ALTERNATIVAS PARA EL TRATAMIENTO Y CORRECION DE LOS SUELOS
AAAAAGRICOLAS AFECTADOS POR LOS DERENAJES ACIDOS EN EL AAAAENTORNO
DE HUELVA
2.1. CONTROL DE LAS CAUSAS GENERADORAS DE LOS DRENAJES ACIDOS DE
MINAS
2.2.TRATAMIENTO DE LAS FUENTES FLUVIALES
2.3. TRATAMIENTO DE LOS SUELOS AGRICOLAS CONTAMINADOS POR
DRENAJES ACIDOS DE MINAS
2.4.TRATAMIENTOS DE SUELOS AGRICOLAS CONTAMINADOS - ACCION
AAAINVESTIGATIVA
3. TECNICAS Y METODOS DE INVESTIGACION
3.1. MUESTREO
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3.2. CONSERVACION Y ALMACENAMIENTO DE MUESTRAS
3. 3. PRETRATAMIENTO
3.4. CARACTERIZACIÓN ANALITICA
3.5. DETERMINACION DE ELEMENTOS TRAZA
4. TECNICAS PARA DIVULGACION Y EXPLOTACION DE RESULTADOS DE LAS
INVESTIGACIONES
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1. DRENAJES ACIDOS DE MINAS Y SU AFECTACION SOBRE LOS SUELOS AAAGRICOLAS DEL
ENTORNO DE LAS CUENCAS DEL LOS RIOS ODIEL Y AARIOTINTO
1.1. INTRODUCCION
Como drenaje ácido de minas se denomina al agua contaminada resultante de la
disolución oxidativa y lixiviación de sulfuros metálicos, particularmente pirita, cuando
se exponen a las condiciones físico- químicas atmosféricas (exposición de agua y
gases existentes en la superficie terrestre), condiciones favorables para su oxidación
química , o a la oxidación rápida por bacterias tales como Thiobacillus ferrooxidans.
Algunos autotrofos de hierros oxidados tales como Leptospirillum ferroxidans,
Thiobacillus thiooxidans y Sulfolobolus brierleyii se pueden asociar también a la
oxidación mineral biológica.
Esta exposición puede darse de manera natural o por acción antropogenica.
De modo natural , cuando rocas con sulfuros están expuestas en ambientes
supergénicos , o las masas rocas quedan expuestas a la meteorización. No obstante,
los principales vertidos de aguas ácidas tienen su origen en los procesos de lixiviación
de los residuos mineros, que se encuentran abandonados a la intemperie en las
escombreras, terreros y plazas de calcinación.
La calidad de los efluentes de mina tiene relación directa con las características
físicoquímicas de los materiales que entran en contacto con los flujos de agua.
Por lo tanto la composición geoquímica de los minerales existentes en los macizos
rocosos excavados y de los materiales depositados en botaderos y balsas de residuos,
será determinante en la predicción de movilización de metales y de los productos de
reacción que se forman en los efluentes.
Los drenajes ácidos de mina, contienen una gran cantidad de sólidos en suspensión y
un alto contenido en sulfato y metales disueltos (Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Pb, etc.),
alcanzando sus concentraciones las decenas y centenas de miligramos por litro.
Estos elementos en esas concentraciones son nocivos para la actividad biológica,
contaminan los cauces, y además esas aguas pueden llegar a causar daños
estructurales en edificaciones expuestas .
1.2 .GENERACION DE LAS AGUAS ACIDAS
El proceso de oxidación de la pirita es el principal responsable de la formación de
aguas ácidas; esta oxidación se ve favorecida en áreas mineras debido a la facilidad
con la que el aire entra en contacto con los sulfuros a través de las labores mineras de
acceso y por los poros existentes en las pilas de estériles y residuos así como al
incremento de la superficie de contacto de las partículas.
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Los factores que más afectan a la generación ácida son el volumen, la concentración,
el tamaño de grano y la distribución espacial de la pirita.
Las reacciones que intervienen en la oxidación de la pirita pueden ser representadas
por las siguientes cuatro ecuaciones (Agencia de Proteccion Ambiental –EPA,USA,
2000).
FeS2 (s)+ 7/2 O2 (g)+ H2O -> Fe2+ + 2 SO4 2- + 2 H+ (1)
Fe2+ + 1/4 O2 (g)+ H+ -> Fe3+ + 1/2 H2O (2)
Fe3+ + 3 H2O -> Fe(OH)3 (s) + 3 H+ (3)
FeS2 + 14 Fe3+ + 8 H2O ->15 Fe2+ + 2 SO4 2- + 16 H+(4)
En la reacción de oxidación de la pirita (1) se produce Fe2+, SO4 2- y H+. Esta reacción
provoca un incremento en el total de sólidos disueltos y un aumento de la acidez, que
irá asociado a una disminución del pH, a menos que sea neutralizada la acidez
generada.
Si el ambiente circundante es lo suficientemente oxidante, entonces muchos iones
ferrosos se oxidarán a iones férricos (etapa 2). Por lo general, por encima de un pH
alrededor de 3, el ion férrico formado precipita mediante hidrólisis como hidróxido (3),
disminuyendo por tanto el Fe3+ en solución, mientras que el pH baja
simultáneamente. Por último, algunos cationes férricos (Fe3+) que se mantienen en
solución, pueden seguir oxidando adicionalmente a la pirita y formar Fe2+, SO4 2- y H+
(4).
La oxidación de la pirita (1) en un principio es un proceso lento, que acaba con el
hierro liberado precipitado como hidróxido (3) al ser todavía relativamente alto el pH.
Progresivamente la capacidad neutralizadora del medio va disminuyendo, y al alcanzar
el pH el valor de 3,5 ya deja de formarse el hidróxido y la actividad del Fe3+ en
solución se incrementa.
A este pH, además, las bacterias catalizan y aceleran la oxidación de Fe2+ a Fe3+ (2)
en varios órdenes de magnitud. Es entonces cuando la reacción (4) de oxidación de la
pirita por el Fe3+ empieza a tener lugar, siendo la causa de la rápida oxidación de la
pirita a pH ácido.
La geoquímica de las aguas ácidas de mina es un fenómeno complejo al haber
diversos procesos físicos,químicos y biológicos jugando un papel importante en la
producción, liberación, movilidad y atenuación de los contaminantes.
Como principales procesos que determinan la geoquímica del de las aguas ácidas de
mina, se han identificado :
la oxidación de la pirita
la oxidación de otros sulfuros
la oxidación e hidrólisis del hierro disuelto y otros metales,
la capacidad neutralizadora de la ganga mineral y roca encajante
la capacidad neutralizadora de las aguas bicarbonatadas,
la disponibilidad de oxígeno,
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la disponibilidad de agua líquida o en forma vapor,
la localización y forma de zonas permeables en relación con las vías de flujo
las variaciones climáticas
la formación de eflorescencias y su redisolución
el calentamiento por conducción y radiación del calor generado en diversas reacciones
exotérmicas (oxidación de la pirita, disolución de sales solubles y la dilución de un
ácido concentrado)
la acción de catálisis de las bacterias
la adsorción microbiana de metales
la precipitación y disolución de minerales durante el transporte
adsorción y desorción de metales durante el transporte
fotoreducción del hierro
la formación de complejos orgánicos
los procesos microambientales sobre superficies o entorno a organismos.
1.3. EFECTOS DE LOS DRENAJES ACIDOS SOBRE SUELOS AGRICOLAS
1.3.1. DESCRIPCION GENERAL
El suelo es un sistema complejo formados en la capa más superficial de la Tierra. Es
un compuestos de minerales y materia organica, producto de la acción de agentes
geológicos, ambientales y los seres vivos sobre los mantos rocosos en los que se
origina.
El suelo es un sistema abierto a los flujos de materia y energía , por lo tanto se
caracteriza por un constante equilibrio dinamico.
La degradación de los suelos puede tener origen natural o por acción humana,
estribando su diferencia principalmente en la velocidad en que se produce. Las
alteraciones por acción antropica son de mayor envergadura, produciéndose en plazos
muy cortos modificaciones de sus cracteristicas y propiedades, que el suelo no es
capaz de minimizar de forma natural.
La alteración de suelo puede ser física, química o biológica, según afecta cada uno de
sus tipos de propiedades, pudiéndose afectar los tres tipos de propiedades en
conjunto.
Se conoce como contaminación a la degradación químico de un suelo. Se dice que un
suelo está contaminado cuando presenta cantidades suficientes de sustancias que
pueden causar daño directa o indirectamente al hombre, a los ecosistemas o a las
infraestructuras. Atendiendo estas circustancias, dependiendo del, uso que se da al
suelo, se permiten diferentes niveles de contaminantes.
Los efectos de contaminación en los suelos agrícolas corresponden: acidificación,
perdida de nutrientes, desequilibrio elemental y toxicidad, salinización y alcalinización.
Los drenajes ácidos de antiguas explotaciones de carbón y minería metálica son una
de las principales fuentes de contaminación de las aguas superficiales y subterráneas
en el mundo.
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Los suelos cercanos a las instalaciones mineras sufren una serie de daños asociados
a la deposición de materiales inútiles como a la llegada de aguas con productos de
desecho del lavado y tratamiento del mineral. El primer efecto destacable es
desequilibrio textural por la llegada de materiales con diferentes granulometrías, como
dichos materiales llegan a la superficie del suelo, desaparece la estructura del mismo
que es reemplazada por una de tipo particular o masiva según el tamaño
predominante del aporte.
Los líquidos de lavado suelen ser ácidos por lo que se provoca una acidificación del
suelo con las consecuencias que ello lleva implícitas, principalmente la eliminación de
bases y un desequilibrio nutricional para las plantas. El deterioro de la vegetación lleva
consigo un decrecimiento en la biomasa y una bajada en el aporte orgánico al suelo, lo
cual provoca una gran pérdida de nutrientes aniónicos y la ruptura de los ciclos
biogeoquímicos de los elementos.
Se producen arrastres de material que merman el espesor del suelo provocando un
decrecimiento de la capacidad de intercambio catiónico y de la retención de agua, todo
ello incide sobre la disminución de la vegetación, que se hace más acusada por la
toxicidad generada, o aumentada, a causa de la acidificación del terreno.
1.3.2. CONTAMINACION POR METALES PESADOS
Se denominan metales pesados a una serie de elementos , generalmente de
transición, craracterizados por presentar una densidad superior a 6 g/cm3.
Los metales pesados están presentes en todos los suelos naturales como resultado
de alteración de minerales primarios y coprecipitados de minerales secundarios, y con
materia organica.
Algunos de estos son escenciales para la vida de plantas y/o animales , actuando
como catalizadores enzimáticos y son conocidos como micronutrientes.,
encontrándose habitualmente en concentraciones muy bajas por lo cual se denominan
oligoelementos. En altas concentraciones se pueden constituir problemas en el
funcionamiento de ecosistemas. En este grupo se encuentra el Cu, Zn, Cr, Ni.
Otros , como el Pb, Cd y Hg , no son necesarios para los seres vivos , pero por su
configuración electrónica pueden reemplazar a los elementos esenciales produciendo
perturbaciones , por lo que son clasificados como potencialmente toxicos.
El contenido total de metal en el suelo da idea del nivel de contaminación , pero el
grado de toxicidad esta determinado por la fracción de metal asimilable por las planta.
La fracción asimilable se define como la suma de la fracción soluble en fase liquida a
la retenida en fase solida, que pueden ser absorbidas por las raíces de la planta.
La cantidad de metales que pueden ser absorbidos por la planta, esta determinada por
los mismos factores que controlan su concentración y especiación del metal en la
solución de suelo, su movimiento hasta la raíz, el traslado del metal hacia el interior de
la planta .
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Con el fin de tratar de estimar la cantidad de metales que pueden ser absorbidos por las
plantas se han desarrollado una serie de métodos empíricos, que no siempre ofrecen
resultados satisfactorios.
El proceso de especiación ideado por A. Tessier (1979), diferencia cinco(5) fracciones de
metales pesados asociados a diferentes componentes del suelo :
I. Fraccion soluble
II. Fraccion asociada a carbonatos
III. Fraccion asociada a oxihidroxidos
IV. Fraccion asociada a materia organica y sulfuros
V. Fraccion residual
Los suelos que presentan altos contenidos de metales en las primeras fracciones (I a IV)
presentan mayor disponibilidad para las plantas. Los suelos que presentan los mayores
contenidos metalicos asociados a fracciones residuales, y por lo tanto no disponibles, pueden
estar contaminados , pero no necesariamente afectan las plantas que en ellos se desarrollan
1.4. LOS SUELOS DE VOCACION AGRICOLA EN LA CUENCA DE LOS RIOS AAAODIEL Y
RIOTINTO
1.4.1. CARTOGRAFIA DE LOS SUELOS EN EL ENTORNO DE HUELVA
Un primer paso para el estudio del problema ambiental generado por los drenajes
ácidos de mina (DAM) de los suelos de vocación agrícola en el entorno de Huelva ,
corresponde a su identificación.
Para tal finalidad se ha utilizado el estudio CARTOGRAFIA DE SUELOS DEL
POLIGONO INDISTRIAL DE HUELVA Y SU ENTORNO, elaborado por A. Iriarte, P.
Bouza, M. Simon y otros, publicado en la Revista Tendencias Actuales de la Ciencia
del Suelo (N. Bellinfante & A. Jordan Eds.; Sevilla , 2007).
La zona comprendida en el estudio, abarca un area de 576 Km2 , delimitada de la
siguiente manera :
Localidad Longitud Longitud
Playa de la Bota 675000 4118685
Aljaraque 675388 4126756
Gibraleón 680000 4139000
Trigueros 691826 4140000
Niebla 705456 4137735
Moguer 692764 4127824
Playa de Mazagón 694495 4111495
Faro del Espigón 692756 4109789
Cuadro 1. Coordenadas polígono estudio cartográfico
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Como parte principal del estudio se realizó la cartografía básica de los suelos de la
zona y se describieron los principales perfiles tipo, en los que se analizaron las
principales propiedades físico-químicas y se describieron sus características
macromorfológicas.
La presentación de información básica para el conocimiento del medio edáfico,
supone una base para otros estudios del medio natural, tales como la distribución y el
comportamiento de elementos potencialmente contaminantes (arsénico y metales
pesados) presentes en los suelos
Figura.1 – Mapa de Unidades Geomorfologicas (A. Iriarte, P. Bouza, M. Simon y otros; 2007)
El estudio cartográfico identifica 20 unidades de suelos dominantes. Centrados en el
propósito del presente documento, se hace presentación exclusivamente de la
descripción de las unidades que corresponden a suelos de interés agrícola.
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Cuadro 2. Unidades Geomorfologicas con actividad agricola
Unidad Suelo dominante Inclusiones Localizacion Geomorfologia Uso agricola
3 Regosoles arenicos
Regosoles calcaricos (en proximidad a sedimentitas del terciario)y Arenosoles eutricos (hacia el norte y en la zona de influencia costera
S.E. del area., ocupa una extensión relativamente grande en la zona de las Lagunas de Palos de la Frontera y las Madres
Arenas medias y finas del Plioceno de color blanco amarillento
Cultivo intensivo de fresa
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Asociación Calcisoles hipocálcicos – Cambisoles calcáricos Regosoles arénicos
Margen sur del rio Tinto y circundando la ciudad de Huelva.
en las sedimentitas marinas del Terciario, con textura arenosa y limosa, que afloran parcialmente en frentes de erosión de pendientes suaves y por tanto, con signos de erosión hídrica acentuada.
Cultivos frutales (melocotones y fresas) y cereales en terrenos con textura limosa
10 Regosoles calcaricos Vertisoles calcaricos N.E. de la capital Cereales
12 Regosoles calcaricos Cambisoles esqueleticos
Unidad de poca extension que corresponde al pie de monte de la margen sur del río Tinto, al NE de Moguer.-
Depositos aluviales y coluviales provenientes de las sedimentitas del Terciario y de los conglomerados cuarcíticos de las antiguas terrazas del Cuaternario
Trigo en areas de suelos arenosos
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Asociación de Cambisoles calcáricos –Calcisoles háplicos
Se encuientran circundando a Trigueros , que ocupa la parte Mas alta del relieve Cereales
15 Vertisoles pélicos Vertisoles eutricos
suelos arcillosos de color pardo oscuro. El sustratogeológico está representado por limos y arcillas sobre antiguas terrazas de gravas. Girasol
16 Vertisoles calcicos
Regosoles calcáricos(suelos con textura areno limosa) y Cambisoles calcáricos(parte mas alta , en pendiente suave)
suelos desarrollados sobre materiales margosos de edad terciaria, localizados en áreas extensas situadas al norte al norte de la zona de estudio. Son suelos profundos de color pardo oscuro, con fuerte y profundo agrietamiento cuando se seca, característico de los Vertisoles
Trigo y girasol
17 Luvisoles esqueléticos
Regasoles esqueleticos y Cambisoles esqueleticos
el suroeste de la ciudad de Moguer
Terrazas aluviales del cuaternario y depositos de glasis .Material parental compusto de conglomerados cuarcíticos con matriz arenosa de color pardo rojizo y un importante desarrollo de revestimientos arcillosos Cereales
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1.4.2. ACERCAMIENTO AL ESTADO DE CONTAMINACION DE LOS SUELOS AGRICOLAS AAAADEL
ENTORNO DE HUELVA
La ciudad de Huelva se situa entre los estuarios de los rios Tinto y Odiel, cuyas
cuencas fluviales se encuentran en el Cinturon Piritico Iberico, asociado a una intensa
actividad minera, que aunque actualmente se encuentra abandonada, sigue
generando un intenso Drenaje Acido de Mina (AMD). En el area del estuario
conformado por los ríos se ha desarrollado uno de los complejos de industria química
mas grandes de España.
La presencia de zonas agricolas y de actividad pesquera en areas adyacentes, supone
un riesgo potencial por afectación de contaminación derivada de del drenaje acido de
minas y de los desechos industriales.
Es entonces de sumo interés el obtener un acercamiento al estado de contaminación
que presentan los suelos en el entorno de Huelva.
A - Concentraciones totales y fraccionamientos de elementos pesados de estudios
realizados en la Ria de Huelva :
El estudio “Contaminación por metales pesados y arsénico en los suelos de la Ría de
Huelva”, (A. Iriarte, P. Bouza, M. Simon y otros; 2007) centra el análisis en los
elementos Pb, Zn, As y Cu , debido a la distribución asimétrica debida a la presencia
de valores anómalamente elevados en las sub-aéreas estudiadas.
Elementos Suelos de la Ria de Huelva [1]
Nivel de fondo
Nivel de intervención [2]
UG1
Planicie Aluvial
UG2 Terrazas fluviales
UG3 Peniplanicies
UG4 Cordones litorales
UG5 Marismas
Ph < 7
Ph > 7
Media Maximo Media Maximo Media Maximo Media Maximo Media Maximo
As 383,3 11636,3 36,9 390,9 46,8 743,9 30,3 83,6 270,2 1630,6 36,4 > 50 > 50
Cd 0,2 > 7 > 10
Co 8,8 > 100 > 300
Cr 202 > 450 > 450
Cu 226,5 778,1 33,1 617,1 27,4 198,6 41,2 342 446,7 1688,7 44,6 > 300 > 500
Ni 25,5 > 200 > 300
Pb 559 1974,4 31,5 632,3 60,3 1283,5 40,4 342,8 271 1306,9 34,3 > 350 > 500
Zn 220,4 829,2 52,1 495,6 67,6 736,1 92 935,4 842,7 6503,3 70,5 > 600
> 1000
Hg 1,1 > 10 > 10
Tl 0,3 > 5 > 5
V 110,7
Sn 0,7 > 150 > 150
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Cuadro 3. Concentracion elementos pesados en la Ria de Huelva
[1] – Contaminación por metales pesados y arsénico en los suelos de la Ría de Huelva ; A. Iriarte, P. Bouzas, M. Simon, Otros ; Tendencias Actuales de la Ciencia del Suelo ; N. Bellinfante & A. Jordán (eds.); Sevilla, 2007 [2] - “Los criterios y estándares para declarar un suelo contaminado en Andalucía y la metodología y técnicas de toma de muestra y análisis para su investigación”; Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía; 1999.
Como se puede apreciar, las mayores concentraciones en estos elementos se alcanzan en la UG1 y UG5, indicando una clara influencia de los aportes fluviales de los rios Tinto y Odiel. Una vez identificadas estas zonas , el estudio clasifico los sub- aéreas asociados a las mismas: Las Planicies aluviales (UG1) se agruparon, en las muestras asociadas al rio Tinto y, por otro lado las asociadas con el resto de la red fluvial de la zona.
La figura 2 muestra que los valores que superan los niveles de intervención para suelos agrícolas están asociados a la cuenca del rio Tinto. Las Marismas (UG5) se separaron en función de su pertenencia al rio Tinto u Odiel.
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En ambos ambientes y para cada uno de los 4 elementos representativos en el
estudio, se superan los niveles de intervención.
El estudio de las concentraciones de As y metales pesados en la ria de Huelva indica
una clara relacion con las unidades geomorfologicas asociadas a los rios Tinto y Odiel,
apareciendo niveles elevados en las planicies aluviales asi como en las marismas. Los
niveles detectados superan en numerosos casos los niveles de intervencion para
zonas naturales, niveles superiores a los determinados para la intervención en suelos
agrícolas , de acuerdo con las determinaciones de la Consejeria del medio Ambiente
de la Junta de Andalucia,
B – Analisis de una parcela agrícola del Filón del Norte – Tharsis
El estudio “DISTRIBUCIÓN DE ELEMENTOS PESADOS EN LAS FRACCIONES
GEOQUÍMICAS DE UN SUELO AGRÍCOLA AFECTADO POR LOS LIXIVIADOS
ÁCIDOS DE FILÓN NORTE - MINAS DE THARSIS, HUELVA” (publicado en la revista
de la Sociedad Española de Minerologia MACLA. Nº 10. Noviembre 2008), realizado
sobre una parcela hortofrutícola emplazada en terrenos conformados por depósitos
aluviales de arroyas que discurren por el sector.
Presenta los siguientes resultados en el estudio de especiación :
Elementos
Concentracion muestra (ppm)
Nivel de fondo (ppm)
As 687 25
Cd 0,8
Co 21 10
Cr 47 95
Cu 625 32
Ni 21 35
Pb 2128 38
Zn 589 76
pH 7,1 Cuadro 4. Concentraciones elementos pesados vs. Niveles de fondo
El estudio centra la atención en :
La obtención en las muestras de suelo un ph neutro , distante a las características de
los suelos afectados por DAM , motivado en el laboreo y a las enmiendas orgánicas y
alcalinas que practican los agricultores. Sin embargo, indicadores mineralógicos, como
la presencia de yeso y abundantes oxi-hidróxidos de hierro, evidencian procesos de
sulfurización relacionados con la disolución oxidativa de pirita.
Las concentraciones obtenidas en la muestra para Pb, As, Cu y Zn, que se encuentran
muy por encima de los niveles de fondo.(percentil 90), y las secuencias de movilidad
en las distintas fracciones geoquímicas del suelo, sugieren que la contaminación de
los suelos agrícolas con lixiviados ácidos de mina podría modificar sustancialmente
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sus condiciones físico-químicas, favoreciendo la liberación de los metales,
principalmente Pb, Zn y Cd, que se concentran en las fracciones geoquímicas más
lábiles (intercambiable y ligada a carbonatos).
C – Evaluación de la información relacionada
C.1 - Contenidos de elementos pesados en las muestras analizadas en los AAAAestudios
referidos:
Estudio Ria de Huelva :
Elemento
UG con contenidos por encima de niveles de intervención en suelos agricolas
Valor medio Valor maximo
As UG1, UG5 UG1, UG2, UG3, UG4, UG5
Cu UG5 UG1, UG2, UG3, UG4, UG6
Pb UG1 UG1, UG2, UG3, UG4, UG7
Zn UG5 UG1,UG3, UG4, UG8 Cuadro 5.Clasificacion comparativa de Unidades Geomorfologicas vs. Niveles de intervención.
Elementos Suelos de la Ria de Huelva [3]
UG1 UG2 UG3 UG4 UG5
Media σ Est Media σ Est Media σ Est Media σ Est Media σ Est
As 383,3 503.5 36,9 48,2 46,8 104,2 30,3 16,7 270,2 332,8
Cd
Co
Cr
Cu 226,5 266,1 33,1 86,1 27,4 38,3 41,2 71,4 446,7 402,1
Ni
Pb 559 738,3 31,5 79,1 60,3 190,1 40,4 78,2 271 309,2
Zn 220,4 250,7 52,1 76,8 67,6 101,8 92 190,6 842,7 1138,9
Hg
Tl
V
Sn Cuadro 6. Valores medios y desviación estándar por unidad geomorfológica respecto a los
elementos estudiados
De la información contenida en los Cuadros 4 y 5 , podemos concluir que para cada
unidad geomorfológica estudiada se obtuvo una gran diversidad de datos de
concentraciones para los elementos estudiados , con rangos de variación muy altos
(valores muy altos de la desviación respecto a las medias presentadas), lo que nos
indica que en una misma unidad se presentan amplias variaciones de las exposiciones
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a contaminantes y/o de las condiciones del suelo y la respuesta de las diferentes
fracciones a los procedimientos de extracción química secuencial.
Motivado en los altos valores de desviación estándar, y con base en la clasificación
utilizada en el Cuadro 5, es de esperance que un alto número de resultados de todas
las unidades geomorfológicas estudiadas se encuentren por encima de los limites para
intervención en suelos de uso agrícola determinados por la Consejería Ambiental de la
Junta de Andalucía.
Estudio parcela Filón Norte – Tharsis:
Tomando como base la información contenida en el Cuadro 6 , se puede prever el
efecto del drenaje acido de mina tendría sobre las condiciones físico químicos del
terreno de la parcela.
Fraccion goequimica del suelo
Elementos contenidos Factor de solubilizacion
Soluble intercambiable - Ligada a carbonatos
Cd(0,8 ppm) ; Zn(41%); Pb(35%);As(21%) Acidificacion del medio
Ligada a oxi-hidroxidos de Fe(III)
Co(62%); Cu(56%); As(50%)
Reduccion de hierro y manganeso a formas ferrosa y managanosa
Ligada a oxidos de Fe(III)
As(24%); Ni(22%), Cr(20%); Pb(18%); Fe(42%)
Ligada a materia oprganica y sulfurios secundarios
Cu(12%); Ni(7%); Pb(7%)
Condiciones oxidantes Ligada a sulfurios primarios Pb(14%)
Residual Cr(52%) Cuadro 7.Elementos contenidos por fracción geoquímica del suelo y Factor incidente en la
solubilizacion de la traza
Pese a que la presentación de contenido de elementos pesados en ppm , no permite
realizar análisis comparativo contra los niveles de intervención utilizados en el
presente documento, es claro que una reducción del pH del terreno por acción del
DAM solubilizaría una serie de elementos potencialmente toxicos , permitiendo
alcanzar al Pb nivel equivalentes a 29 veces el nivel de fondo y al AS 6 veces.
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C.2 – Conclusiones :
La información tomada de los estudios sobre contenidos de metales pesados y
arsénico en suelos de la Ría de Huelva y en un terreno agrícola en Tharsis , nos
permite aseverar la existencia de un amplio sector de los terrenos de las cuencas de
los ríos Odiel y Tinto contaminado por los drenajes acidos de mina , producto
principalmente de la explotación minera intensiva en el sector , y en menor escala por
exposición natural de las masas de rocas sulforosas a los agentes atmosféricos.
Los muy amplios de contenidos de metales pesados identificados en cada uno de las
unidades geomorfológicas identificadas en el estudio de la Ría de Huelva, lleva a
pensar en la necesidad de descomponer las unidades en microzonas para las cuales
los perfiles de contenidos en las diferentes fracciones del suelo tiendan a ser similares,
en atención al tipo de tratamiento a aplicar para su descontaminación. dado el muy
amplio numero de datos que superan los niveles de intervención para suelos agrícolas.
Los datos suministrados por el estudio sobre la parcela del Filon Norte – Tharsis sobre
elementos contenidos en las diferentes fracciones del suelo, permite presumir el efecto
de solubilizacion de las aguas acidas al actuar sobre carbonatos, sulfatos y materia
organica , y el aumento de toxicidad del suelo al disponer una mayor cantidad de
metales pesados y arsénico asimilable por las plantas.
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2. ALTERNATIVAS PARA EL TRATAMIENTO Y CORRECION DE LOS SUELOS AAAGRICOLAS
AFECTADOS POR LOS DERENAJES ACIDOS EN EL ENTORNO AADE HUELVA
Los terrenos de explotación agrícola, en el entorno de las cuencas de los ríos Odiel y
Tinto, se han visto expuestas a alta contaminación por los flujos de los drenajes ácidos
de minas que han fluido a través de estos ríos desde hace cientos por no decir miles
de años.
Existen registros ,desde épocas muy anteriores a las explotaciones metalúrgicas a
gran escala de los siglos XIX y XX ,que evidencian el muy alto grado de contaminación
de estas fuentes hídricas por los drenajes ácidos de minas.
Según el inventario nacional de balsas y escombreras , realizado por el IGME en 2005,
en la provincia de Huelva 57 escombreras con residuos piritocos del orden de 133
Hm3, osea una de las acumulaciones de escombros mineros mas importantes del
mundo.
En este panorama, las acciones correctivas para procurar la descontaminación de los
suelos afectados por el drenaje acido de minas deben actuar sobre los tres aspectos
determinantes en la misma :
1. Control en el origen de las causas generadoras de los DAM
2. Tratamiento de las fuentes fluviales por las cuales fluyen
3. Tratamiento especifico de las parcelas de terreno agrícola
2.1. CONTROL DE LAS CAUSAS GENERADORAS DE LOS DRENAJES ACIDOS DE MINAS
Las cuencas del los rios Odiel ( 2387 Km2) y Tinto (1720 Km2) , se encuentran
inmersas en el Faja Piritica Iberica , una de las áreas metalogenicas mas importantes
del mundo.
En estas cuencas existen mas de 60 minas (de las cuales la mayoría estuvo en
explotación hasta mediados del siglo XX), siendo el distrito minero de Rio Tinto el más
destacable y conocido.
La mayoría de las explotaciones mineras quedaron abandonadas con anterioridad a la
entrada en vigor del Real Decreto 1302 de 1986, que obliga legalmente a las
empresas mineras a desarrollar planes de restauración ambiental para integrar los
espacios afectados nuevamente al medio natural, debiendo ser asumida esta labor por
las autoridades provinciales y de Comunidad autónoma de Andalucia.
La comunidad Autonoma de Andalucia , a traves de de la Consejeria Ambiental
planteo una serie de acciones sobre las cuencas de los ríos Odiel y Tinto , con el fin
los aporte contaminates a las aguas de los ríos como consecuencia del lavado por los
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agentes atmosféricos de las areas de explotación a cielo abierto y las escombreras
abandonadas.
El Plan de recuperación del Odiel, ya finalizado (1994 – 2001), se fundamento en las
siguientes actuaciones:
Recogida, agrupamiento y sellado con materiales impermeables de todos los
residuos piríticos expandidos en escombreras y vacies, para evitar su contacto
con el agua y su posterior transporte al Odiel
Medidas para evitar el drenaje natural de las aguas ácidas que se producen en
los socavones, galerías y pozos de las minas abandonadas.
Canalización de las aguas ácidas de escorrentía hacia instalaciones
denominadas "trampas alcalinas", donde las aguas se ponen en contacto con
materiales de roca caliza para neutralizar su acidez.
Construcción de una planta de tratamiento en el Arroyo Asperón (Calañas)
para depurar los vertidos procedentes de las explotaciones en activo de Minas
de Almagrera.
Las condiciones de las areas de explotación miera en la cuenca del rio Tinto ofrecen
una situación mas compleja. Por una parte las dimensiones de las areas de
explotación expuestas y el gran volumen de residuos de minería obliga a plantear un
conjunto de soluciones diferentes a las utilizadas en la cuenca del Odiel.
Por otra parte la contaminación del rio Tinto , preexistente desde los primeros registros
históricos, a generado un ecosistema sui generis , de un amplio interés científico ,
además de las peculiares condiciones del territorio ,traducidas en una fuente de
ingresos por el turismo ecológico.
Las condiciones especiales de la cuenca del rio Tinto, ha llevado a plantear como
solución , la construcción de una planta de tratamiento para las aguas del rio Tinto ,
con ubicación posterior a los primeros 14 Km del curso del rio , donde se concentra la
actividad minera y se producen los vertidos contaminantes.
2.2.TRATAMIENTO DE LAS FUENTES FLUVIALES
Un segundo paso corresponde al tratamiento de las aguas de los ríos Odiel , Tinto y
sus arroyos(contaminados) afluentes , con el fin de neutralizar el pH de sus aguas y
eliminar los metales pesados transportados. La acción correctiva en esta etapa se
orienta a la obtención de agua utilizable para la irrigación agrícola.
La corrección de las aguas acidas de minas se puede realizar por 2 tipos de sistemas
de tratamiento:
Tratamientos activos : Corresponden a los métodos de depuracion de aguas que
generalmente incluyen utilización de reactivos sinteticos (álcalis y floculantes), uso de
energia (ejecución de bombeo y mezclado de reactivos y procersos de sedimentación
(tanques sedimentadores y/o clarificadors).
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Tratamientos pasivos: Metodos de mejora del agua por reacciones bioquímicas , sin
uso de reactivos sinteticos ni energía externa , como estrategias sostenibles a largo
plazo.
La zona baja de las cuencas de los ríos Odiel y Tinto contienen algunas de las
mayores áreas de uso agrícola de la región tal como se describió en el numeral 1.4.1.
Cartografia de los suelos en el entorno de Huelva (unidades 3, 9, 16, 17), las cuales
requieren disponer de agua de riego de calidad adecuada, da ahí la importancia
adicional de la atención de este aspecto.
Métodos de tratamiento pasivo
Los métodos de tratamiento pasivo, desarrollados en Estados Unidos desde finales de
la década de los 80’s. Estos métodos basados en los procesos físico, químicos y
biológicos que tienen lugar en los humedales naturales ,han comporbado un buen
rendimiento en la neutralización del pH y eliminación de metales pesados de los DAM
La Figura 4.presenta el diagrama de flujo sugerido por Watzlaf – Hyman (1995) y
Hedin(1997), para la selección del conjunto de tratamiento pasivos mas adecuado ,
conforme con las especificidades del agua a tratar.
Figura 4. Diagrama de flujo para selección de sistemas para el tratamiento pasivo de drenajes
acidos de mina (Watzlaf – Hyman (1995) y Hedin(1997)).
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2.3. TRATAMIENTO DE LOS SUELOS AGRICOLAS CONTAMINADOS POR AAADRENAJES
ACIDOS DE MINAS
2.3.1. FACTORES DETERMINANTES A ATENDER PARA LA ADOPCION DE UN TRATAMIENTO
EFECTIVO
Los cuadros 8 y 9 , referentes a las condiciones de movilidad de los metales y a las
condiciones en las cuales estos se hacen disponibles para su asimilación por las
plantas , nos indican a la vez los puntos de atención a tener en cuenta para la
escogencia del tratamiento adecuado y las condiciones a mantener para prolongar su
efectividad en el tiempo.
Otro factor determinante esta dado por las condiciones minerlogicas del suelo. Los
minerales de arcilla , particulas pequeñas y planas,unidas por cadenas de oxigeno
compartido, tienen una alta superficie especifica y carga eléctrica negativa , atrae
metales pesados que normalmente se encuentran en solución como cationes (Cd2+,
Co2+,Cr3+, Cu2+, Hg2+, Ni2+, Pb2+, y Zn2+). Por el contrario ,los suelos arenosos
carecen de capacidad de fijación de los metales pesados, los cuales pasan
rápidamente al subsuelo y pueden contaminar los niveles freáticos
Movilidad
Condiciones del medio
Oxidante Acido Neutro y Alcalino Reductor
Alta Zn Zn,Cu,Co,Ni,Hg,Ag;au
Media Cu,Co,Ni,Hg,Ag, Au,Cd Cd Cd
Baja Pb Pb Pb
Muy baja Fe,Mn,Al,Sn,Pt, Cr, Zr Al,Sn,Pt,Cr
Al,Sn,Cr,Zn,Cu,Co,Ni,Hg,Ag,Au
Zn,Cu,Co,Ni,Hg,Ag,Au,Cd,Pb
Cuadro 8. Movilidad de metales pesados de acuerdo con el pH y Eh del suelo.
Forma de retención en el suelo Forma de retención en el suelo
Iones en solución del suelo Fácilmente disponible
Ión en complejo de cambio Relativamente disponibles, pues estos metales, por su pequeño tamaño y altas cargas, quedan fuertemente adsorbidos
Metales quelados por compuestos orgánicos
Menos disponibles
Metal precipitado o coprecipitado Disponible sólo si ocurre alguna alteración química
Incorporado a la matriz biológica Disponible después de la descomposición
Metal en la estructura mineral Disponible sólo después de la meteorización
Cuadro 9. Disponibilidad relativa para las plantas de los metales retenidos en el suelo
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2.3.2. METODOS DE TRATAMIENTO
Existe un amplio nuemro de alternativas de tratamiento para los suelos contaminados.
En el presente documento haremos mención a 2 tipos de tratamiento , que debido a su
uso extendido el primero y la potencialidad de uso del segundo por su bajo coste
comparativo , se pueden considerar como alternativas de mas fácil elegibilidad por los
propietarios de suelos agrícolas contaminados en el entorno de Huelva.
A. Enmiendas de suelos contaminados
Enmiendas calizas :Corresponde a la práctica agronómica más extendida para la
corrección de acidez en suelos.
El objeto del tratamiento consiste en la aplicación de oxidos, hidróxidos y/o carbonatos
de calcio o Magnesio, siendo mas frecuente el uso de las primeras , por eso su
denominación genérica.
Uno de los métodos mas exactos para determinar para determinar las necesidad de
concentración de tratamiento a utilizar consiste en analizar el Ion complejo de cambio.
se basa en que para cada suelo existe una curva característica que permite relacionar
el porcentaje de saturación de bases (valor V) con su valor de pH. Dicha relación
depende del contenido y naturaleza de los coloides que posee, y determina las
características particulares del complejo de intercambio. Conociendo el valor de pH
actual del suelo en estudio y el valor de pH deseado es factible determinar cual será el
valor V objetivo.
Enmiendas organicas :Consiste en la utilización de materiales de origen
agroindustrial para el mejoramiento de terrenos , principalmente en utilizados como
fertilizantes.
Las enmiendas orgánicas, aunque no tienen tanta capacidad de neutralización de la
acidez, poseen una alta capacidad tampón gracias a su elevado contenido de materia
orgánica, favoreciendo el mantenimiento del pH del suelo de forma más prolongada
Enmiendas mixtas : Conjuga la utilización de las enmiendas organicas y calizas,
maximizando los resultados.
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B. Tratamientos biológicos o de biorremediacion :
Esta técnica se basa en favorecer los procesos microbiológicos que de forma natural
se producen en el suelo y que conllevan la degradación de los contaminantes. El
objetivo final es conseguir la mineralización de los contaminantes, esto es, transformar
los compuestos químicos nocivos en compuestos inocuos.
Entre los contaminantes inorgánicos más frecuentes cabe destacar los metales
pesados, elementos no biodegradables que solamente pueden ser transformados de
un estado químico a otro.
Una de las formas de combatir este tipo de contaminación es la utilización de
microorganismos que pueden influir en el comportamiento de los metales.
Entre las distintas vías de actuación destacan las siguientes:
Transformación de metales por procesos de óxido-reducción (Fe y Mn) o por
alquilación (Hg). La movilidad y toxicidad del metal transformado difiere
notablemente de sus formas originales.
Acumulación por adsorción pasiva en la pared celular o por sorción en el
interior de la célula Liberación de sustancias que influyen en la conducta de los
metales, unas veces favoreciendo su movilidad y otras su inmovilidad.
Los microorganismos también participan en el ciclo del carbono y, por ello, influyen en
la cantidad y características de la materia orgánica, la cual es capaz de formar
complejos órgano-metálicos más o menos móviles.
Los microorganismos son capaces de variar las condiciones del suelo (porosidad,
conductividad hidráulica, pH, Eh, etc.) afectando a las características químicas de los
metales.
C.Otros métodos de tratamiento :
Entre otros diferentes métodos para el tratamiento de suelos contamiados se pueden
indicar los correspondientes a Biorrecuperacion (Tratamientos in situ : tratamiento de
compuestos volátiles y tratamiento de compuestos semivolátiles y no volátileso ; Ex
situ : tratamiento por via solida y tratamiento por via suspensión) , soluciones por lo
general de un costo bastante mayor a las otras relacionadas.
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2.4. TRATAMIENTOS DE SUELOS AGRICOLAS CONTAMINADOS - ACCION
aaaaINVESTIGATIVA
Dentro del enfoque determinado en el presente documento , correspondiente a dar
prelación a la búsqueda de soluciones de bajo coste y mayor facilidad de aplicación,
que permitan un uso por practico por los propietarios de las tierras de cultivo en las
áreas aledañas a Huelva, resultan de sumo interés las acciones investigativas
orientadas a plantear soluciones a la contaminación de los terrenos mediante la
utilización de enmendantes organicos e identificación de organismos utilizables para
biorredediacion.
Respecto a estudios para el control de contaminación por metales pesados por
biorremediacion , el estudio “Interacciones microbianas con metales pesados”
(C.Cervantes, AE. Espino-Saldaña, F. Acevedo-Aguilar, Otros), publicado en la
Revista Latino Americana de Microbiologia ALAM (Vol. 48, No. 2 , Abril - Junio. 2006) ,
plantean como estrategia racional para el mejoramiento de organismos en la
biorremediacion de ecosistemas contaminados con metales pesados :
“La identificación y descripción de los mecanismos moleculares y celulares que
confieren la resistencia y acumulación del metal.”
“El análisis de control de los mecanismos de los mecanismos de acumulación
con los cuales detectar los sitios (enzimas, transportadores) susceptibles de
manipulación genética o química”
“La evaluación de las cepas geneticamente o las drogas especificas diseñadas
para afectar los sitios principales de control metabolico
En los estudios consultados referentes a la utilización de enmiendas organicas , en los
cuales se plantea la utilización de residuos de los procesos agroindustriales para la
reducción de y/o neutralización de pH en suelos afectados por drenajes acidos de
minas pudimos observar :
A- El Paper “Cambios en el pH de un suelo acido cultivado y enmendado con diversos
materiales para incrementar su fertilidad” (P. Gonzales- Fernandez, R. Ordoñez-
Fernandez, Otros) , contenido en el documento Estudios de la Zona No Saturada del
Suelo Vol. VI. (J. Álvarez-Benedí y P. Marinero, 2003), presenta el estudio realizado en
la raña del Cañamero, Macizo de Villuercas situado entre las provincias de Caceres y
Badajos , en el cual se analiza la acción que sobre el pH de un suelo acido,
degradado por la intensiva explotación agrícola y con altas deficiencias nutricionales ,
presentan seis(6) enmiendas aplicadas , entre las cuales se utilizan espumas de
azucarería.
El estudio se realiza sobre 3 horizontes de terreno (Ap (h entre 0-18 cm) ,AB (h entre
20-45 cm) ,BT ( h >45 cm)) , y analiza su efectividad y evolucion en un ciclo de 1973
dias.
Los resultados del estudios indican que las espumas de azucarerías presentan un
efecto similar al obtenido con la enmienda con cal magnesina , en cuanto a máximo
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nivel de Ph logrado, periodo de máxima eficiencia y comportamiento en el decaimiento
del pH.
B – En el documento “Aplicación de purín de cerdo como enmienda en suelos ácidos
de mina en la zona de Mazarrón - ensayos de lixiviación” ( D. Carmona , A. Faz -
Cano; Tendencias Actuales de la Ciencia del Suelo - N. Bellinfante & A. Jordán (eds.);
Sevilla, 2007), se estudia la potencial aplicación en ,suelos degradados por DAM , de
purines de cerdo .
El estudio concluye que aunque bajo las condiciones de los ensayos realizados el
incremento del pH es poco (no mas de 2 unidades) y que el suelo continua siendo
acido, se obtiene una disminución de la salinidad hasta nivels de 1,8 Ds/m que se
traduce en una disminución de la movilidad de los metales.
3. TECNICAS Y METODOS DE INVESTIGACION
Se presenta a continuación una breve descripción de las técnicas y métodos
normatizados y/o de mayor aceptación para el estudio de los suelos contaminados
El adecuado análisis de las muestras de suelo nos va a brindar las evidencia analíticas
del nivel de contaminación de suelo en su estado incial de la investigación , y de la
evolución y efectividad de los tratamientos que en el se apliquen.
3.1. MUESTREO
La principal condición que debe cumplir el muestro es la representatividad, esto es,
que una muestra o grupo de muestras refleje con precisión la concentración y estado
de cualquier componente en un determinado lugar y tiempo.
Los resultados obtenidos de las muestras representativas deben mostrar las
variaciones de los contaminantes y sus concentraciones.
Las variables que afectan a la representatividad de una muestra son las siguientes:
Las variaciones en la composición mineralógica del suelo, su permeabilidad y
capacidad sorcitiva y de tamponamiento.
Las variaciones en la composición química de los contaminantes en el área
Las variaciones temporales en la composición del medio
Los errores sistemáticos o esporádicos producidos en el propio muestreo, en
la manipulación y en el transporte de las muestras al laboratorio
Los errores en los resultados analíticos producidos por un almacenamiento
incorrecto o por la preparación de la muestra en el laboratorio
Los efectos de la heterogeneidad se compensan tomando un gran número de
muestras.
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La planificación del muestreo se debe realizar con base la ,investigación preliminar
realizada (estudio de documentación e información disponibles) y el reconocimiento de
campo. El reconocimiento de campo , o el resultado de analisis preliminares pueden
llevar a un a subidivision de las areas que posean previsiblemente distintos grados de
contaminación.
La toma de muestras depende de la dimensión y el nivel de detalle requerido por el
estudio, pudiéndose trabajaer sobre los siguientes intervbalos de muestreo :
Investigacion de detalle : cada 5 x5 m
Investigacion a escala media : cada 15 x 15 m
Investigacion en areas extensas : cad 25 x 25 m
Existen varias opción es para lograr que un muestreo sea correcto : al azar,
sistematico, estratificado, compuesto,cada uno con mayor o menor grado de
recomendabilidad dependiendo de las caracteristicas del area a estudiar.
3.2. CONSERVACION Y ALMACENAMIENTO DE MUESTRAS
Cuadro 10. Contenedores , tiempo y forma de conservación de suelos(Boulding, 1994)
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3. 3. PRETRATAMIENTO
Comprende la ejecución de las actividades de preparación de la muestra tomada para
los análisis de las mismas , comprende :
Secado
Trituración y eliminación de material grueso
Pulverización
Homogenización
Desmuestre y cuarteo.
3.4. CARACTERIZACIÓN ANALITICA
Corresponde a la determinacion de parámetros requeridos para caracterizar un suelo.
Dentro de los estudios de caracterización de mayor importancia y alto nivel de
normalización se encuentran :
Determinacion de acidez del suelo
Determinacion de contenido de carbonatos
Granulometria del suelo
Determinacion de contenido de materia organica
Determinacion de contenidos de oxidos de hierro libre
3.5. DETERMINACION DE ELEMENTOS TRAZA
La caracterización de presencia de metales pesados en suelos no cuenta con
normativas y métodos estandarizados, recurriendose por lo general a metodologías
establecidas internacionalmente como las definidas la EPA 1986 o la ISO/CD 11466.
El objetivo central de la metodología a optar debe consistir en definir métodos
analíticos para la determinación de contenidos de arsénico, cadmio, cromo, plomo,
mercurio, niquel, zinc, selenio, cobalto, estaño, manganeso, molibdeno y talio en la
muestra de suelo. Generalmente el análisis se practica sobre la fracción fina de
sedimento (< 2mm).
Todo método de disolución debe conjugar el poder solubilizante del HF para los
minerales de la arcilla con la capacidad de ataque del HNO3, HClO4, y/o HCl
para los constituyentes orgánicos de los suelos. Por otro lado, si se considera el hecho
comprobado de la disolución incompleta de algunos tipos de arcilla por la acción del
HF, se recurre a la acción conjunta de varios ácidos (HF, HNO3, HCl) para la
solubilización completa de una muestra de suelo.
Se identifican dos tipos de procesos principales :
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Porcesos de digestión :
Utilizados cunado el contenido de materia organica en la muestra es inferior al 50% :
HF + agua regia – Ataque en estufa
HNO3 , HNO3 + H2O2 – Ataque en dispositivos de microondas
Ataque en autoclave.
Para muestras con altos contenidos de materia orgánica, es necesario ampliar la
digestión con ácido nítrico por varias horas.
Metodos instrumentales :
Su elección depende del rango de concentración en que se encuentra el metal en la
muestra y del tipo de metal analizado.
Las técnicas usuales son las siguientes:
a) Espectrometría de absorción atómica de llama (AAS)
b) Espectrometría de absorción atómica con atomización electrotérmica
(GFAAS)
c) Espectrometría de absorción atómica con generación de hidruros (HGAAS)
d) Espectrometría de absorción atómica con técnica de vapor frío (CVAAS)
e) Espectrometría de fluorescencia atómica (AFS)
f) Espectrometría de plasma acoplado inductivamente (ICP-AES)
g) Espectrometría de plasma acoplado inductivamente con detector de masas
(ICP-MS)
h) Espectrometría de fluorescencia de rayos X (XRF)
Los métodos a,b,f,g y h pueden usarse prácticamente para todos los
elementos/metales pesados; d y e están diseñados para la determinación de Hg; c y e
resultan especialmente útiles para elementos/metales pesados formadores de
hidruros, como As, Se, Sb, y Sn.
La elección de un método para un elemento concreto depende de la cantidad o
concentración que se espere encontrar de dicho elemento en la muestra, siendo con
frecuencia necesario disponer de varios métodos para evaluar la presencia todos los
elementos presentes en una muestra.
Las técnicas analíticas multielementales y automatizadas resultan particularmente
útiles al ser generadoras de grandes series de datos con una inversión mínima de
esfuerzo y tiempo. La espectrometría de plasma acoplado inductivamente (ICP-AES)
es una de las que presentan mayores ventajas en este sentido, al poseer un gran
potencial en el análisis multielemental, con una respuesta lineal amplia y un efecto
matriz muy limitado.
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La espectrometría de plasma acoplado inductivamente con detección de masas (ICP-
MS) es enormemente valiosa para la detección multielemental simultánea de
elementos en rangos de concentración muy bajos, pero precisa de operarios con
mayor adiestramiento y experiencia
La espectrometría de fluorescencia de rayos X es una técnica analítica multielemental,
no destructiva y automatizable, que permite una evaluación rápida de los suelos
contaminados, siendo posible disponer de instrumentos portátiles para efectuar
análisis de campo.
4. TECNICAS PARA DIVULGACION Y EXPLOTACION DE RESULTADOS DE LAS
INVESTIGACIONES
Los programas de fomento de la I+D y la innovación, tanto en el ámbito nacional y
europeo otorgan una importancia creciente a la posible utilidad futura de los resultados
de los proyectos y a su repercusión social por esta razón, en las convocatorias
publicas de ayudas para la realización de proyectos de I+D se han de explicar tanto
los beneficios esperados como los planes para la difusión y explotación futura de los
resultados.
Los principales aspectos a desarrollar y especificar en la investigación corresponden a:
A – Beneficios del proyecto :
a) Beneficios de la innovación en la empresa. explicar la diferencia entre
situación actual y la derivada de los resultados del proyecto en materia de:
prestaciones: el conocimiento/proceso/producto/servicio que se va a
obtener supone una novedad o mejora
calidad: mayor garantía y/o seguridad en las prestaciones del mismo
capacidad tecnológica: incremento del capital tecnológico y la cualificación
de los empleados y, por tanto, mejora la capacidad de absorción de
tecnología
costes: reducción de los costes de producción
impacto laboral y ambiental
relaciones empresariales: acceso a nuevos mercados, internacionalización.
b) Beneficios sobre el sector empresarial y sobre el conjunto de la sociedad.
explicar la diferencia entre la situación actual y la derivada de los resultados
del proyecto en materia de:
empleo
posición competitiva en el sector
nivel tecnológico del sector
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calidad de vida desarrollo regional (mejora de infraestructuras, empleo
cualificado, nuevas actividades de sectores emergentes, etc.)
medio ambiente
otros (especificar)
B - Plan de difusion y divulgacion de resultados :
Al margen del interés del grupo investigador de publicar los resultados en las revistas
de más impacto dentro de su área, se pretende que, en la medida en que los citados
resultados puedan ser útiles para sectores profesionales, empresas o usuarios, el
grupo contemple las previsiones de difusión de los mismos a estos colectivos. por
tanto, en este apartado se debe especificar qué acciones se van a emprender para
ello. a continuación, se incluye una lista de mecanismos de difusión posibles , de
acuerdo con el ámbito de trabajo:
publicación en revistas científicas
contribuciones a congresos científicos
actividades de formación
participación en foros o congresos profesionales
participación en actividades paralelas de ferias nacionales o internacionales
de tipo profesional o de nuevas tecnologías.
publicación en revistas empresariales, profesionales o sectoriales
elaboración de normas o reglamentaciones
elaboración de metodologías
divulgación al público: notas de prensa y folletos explicativos del proyecto
elaboración y difusión de ofertas o catálogo de presentación del
producto/proceso/ servicio
acuerdos previos con empresas o entidades públicas y privadas
(asociaciones empresariales, centros tecnológicos, agencias de desarrollo
regional, etc.) para la difusión y divulgación de resultados metodologías.
difusión en la web
jornadas de demostración, etc.
c - Plan de explotación de resultados
Los aspectos que se suelen recoger en este tipo de planes son los siguientes:
Identificación de los conocimientos científicos y técnicos explotables que a ase prevé
obtener
Producto, proceso o servicio nuevo o mejorado respecto a los disponibles en el
mercado en la actualidad (describir aportaciones).
Relevancia de la innovación tecnológica esperada (novedad sectorial,nacional,
mundial)
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Ventajas/mejoras tecnológicas y/o económicas respecto a los
procesos/productos/servicios disponibles (enumerar y describir brevemente)
Nivel de desarrollo esperado al finalizar el proyecto (laboratorio, diseño
preliminar, prototipo, planta piloto, pruebas, demostración..)
Potenciales barreras para la posible explotación/transferencia de los resultados
Interés de cada participante en el proyecto respecto de la difusión y a aaexplotación
de los resultados. Congruencia respecto a la estrategia de aaaacada participante.
Previsiones para la necesaria protección de los resultados, tanto de los aesperados
como de otros que puedan surgir durante el desarrollo del aproyecto:
Tipo de protección: patentes, modelos de utilidad, marcas, variedades
vegetales, know-how, etc.
Titularidad de los mismos (el grupo o grupo grupos participantes; la empresa
asociada). Reparto (el pactado en el convenio o contrato). Derechos de
explotación (según contrato/convenio, si se ha suscrito). Papel de cada
participante en la protección.
Ámbito de protección (nacional, europeo, otros..)
Identificación del mercado:
Usuarios potenciales de los resultados
Identificación de las empresas o sectores potencialmente interesados en
explotar los resultados: especificar el sector al que se dirige, en principio, el
proyecto, pero no dejar de añadir otros sectores industriales que podrían estar
interesados en ellos (especialmente los proveedores de tecnología, de
productos o de materias primas: empresas de bienes de equipo, ingenierías,
laboratorios, etc)
Mercado potencial, nacional e internacional (unidades de venta, si es que se
puede saber a estas alturas, etc.)
Acuerdos previos con empresas, entidades o clientes potenciales o anecesidad de
negociación de contratos de transferencia/cooperación (con el aapoyo de la OTT)
Planteamiento del desarrollo, industrialización y comercialización:
aEnumeración de las etapas que habría que llevar a cabo después de este aproyecto
para lograr la industrialización/utilización por el usuario potencial del proceso/producto
objeto del proyecto
Desarrollos pendientes y tiempo hasta la implantación definitiva
Socios necesarios3, indicando perfil de cada uno
Elaboración de ofertas para su difusión a clientes o sectores potenciales
Si es posible, incluir un calendario tentativo de las actividades indicadas en los
apartados anteriores
Elaboración de propuestas a entidades financiadoras para llevar a cabo las
etapas ulteriores de desarrollo.
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REFERENCIAS:
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