El suelo, también conocido como tierra, es uno de los recursos naturales, junto al agua y el aire, más importantes con los que contamos los seres humanos, ya que este resulta ser esencial para la supervivencia de cualquier especie en el Planeta.
El suelo tiende a evolucionar hasta poder formar incluso un sistema complejo, pasando a una estructura estratificada y de composición específica, precisamente bajo la influencia de los seres vivos.
Pero al igual que la atmósfera (contaminación atmosférica), el suelo también puede verse afectado por la contaminación, algo que recibe el nombre de contaminación del suelo.
El suelo se forma gracias a la combinación de cinco elementos, que además interactúan entre sí, como son: material parental1, topografía, clima, tiempo y los organismos vivos y si se analiza su composición, encontraremos cuatro componentes: materia mineral, materia orgánica, agua y aire.
El material mineral se encuentra representado por pequeños pedazos de rocas y minerales de varias clases, siendo la grava, la arena, la arcilla y el limo las partículas inorgánicas más importantes que se observan en estos.
En tanto, el componente orgánico está dado por las plantas destruidas y re sintetizadas parcialmente y los residuos de los animales.
Material parental: Mineral o material orgánico, no consolidado y más o menos intemperizado o meteorizado, desde el cual el solum de los suelos es desarrollado por procesos pedogenéticos (hidrolización, oxidación, etc.)
Por otro lado, el agua y el aire resultan determinantes y esenciales para la mantención de los suelos, ya que por ejemplo la primera es retenida de forma variable dentro de los poros del suelo y junto con las sales disueltas formará lo que se conoce como solución de suelo, que será la nutrición esencial para que las plantas se desarrollen y crezcan.
El aire no es un elemento continuo en el suelo, pero está localizado en los poros también y su humedad promedio es mucho más que la que se observa en la atmósfera.
Existen dos tipos de contaminación que pueden repercutir en la estructura y formación del suelo: contaminación natural y la contaminación antropogénica.
Como bien sabemos, los diferentes fenómenos naturales pueden ser causas importantes de la contaminación del suelo.
Por ejemplo, un volcán activo puede ser capaz de aportar mayores cantidades de sustancias externas y contaminantes que varias centrales térmicas de carbón juntas.
Investigar ejemplos de contaminación en suelos; Natural y Antropogénica. Discutir en Clase.
COMPOSICIÓN DEL SUELO.
La naturaleza y composición de un suelo depende del clima (cantidad y tipo de precipitaciones, variaciones de temperatura), de las características de la roca madre que les da origen, del tipo de organismos que se desarrollan en ellas, y del tiempo transcurrido desde que empezó su proceso de formación.
Todos los suelos se componen de una serie de partículas minerales básicas, producidos por la meteorización y la descomposición de las rocas superficiales, que se clasifican según su tamaño en: arena muy gruesa (> 2 mm), arena gruesa (1 - 0,5mm), arena fina (0,25 - 0,10 mm), limo (0,05 - 0,02 mm) y arcilla (< 0,02 mm).
Sus componentes gaseosos son básicamente O, N, CO2 y el agua que contienen puede ser higroscópica, capilar o freática, de acuerdo con los casos y tipos de suelos.
La cantidad de materia orgánica presente en un suelo depende de los restos de animales y plantas, descompuestos por las bacterias y hongos que viven en él.
La formación y el mantenimiento de un suelo rico en minerales y materia orgánica constituye un ciclo que se renueva constantemente, ya que los nutrientes son absorbidos por las plantas desde el suelo y vuelven a él cuando mueren organismos vivos. Una buena parte de la materia orgánica está formada por células microbianas y sus restos.
La fertilidad del suelo depende de la capacidad que tiene para permitir que crezcan vegetales, y varía de acuerdo con la cantidad de materia orgánica y minerales que contenga.
Cuando el suelo carece de los elementos requeridos para el crecimiento de las plantas, el suelo es estéril.
PROPPIEDADES FISICAS, QUIMICAS Y BIOLOGICAS DEL SUELO.
El suelo es un sistema dinámico conformado por cuatro componentes básicos; materia mineral, materia orgánica (que incluye materia orgánica en diferentes grados de descomposición y microorganismos), agua y gases en proporciones tales que permitan el desarrollo de las plantas superiores
Los suelos difieren entre sí por sus propiedades físicas, químicas y biológicas.
Las propiedades físicas más importantes son su textura, densidad aparente y estructura. Las propiedades físicas del suelo definen la capacidad de infiltración y almacenamiento de agua y contribuyen a definir su erodabilidad1 y capacidad de uso.
La erodabilidad del suelo es un índice que indica la vulnerabilidad o susceptibilidad a la erosión y que depende de las propiedades intrínsecas de cada suelo. Cuanto mayor sea la erodabilidad mayor porcentaje de erosión.)
Las propiedades químicas más importantes son la capacidad de intercambio catiónico, el grado de acidez o alcalinidad y la concentración de sales en el perfil. Las propiedades químicas de los suelos están, sobre todo, asociadas con su capacidad de uso con fines agrícolas.
Por último, las propiedades biológicas están asociadas a la presencia de materia orgánica y de formas de vida animal, tales como microorganismos, lombrices e insectos. Contribuyen a definir su capacidad de uso y su erodabilidad.
Los cambios en estas propiedades generados por cualquier intervención del proyecto pueden ocasionar impactos negativos in situ o aguas abajo del sitio de intervención. Así por ejemplo, el uso intensivo de maquinaria agrícola puede conducir a la pérdida de estructura de los suelos (por compactación) y, consecuentemente, a la reducción de su capacidad de infiltración. Esto, a su vez, puede contribuir a incrementar la escorrentia superficial y originar procesos erosivos lineales (rayas, zanjas o fosos).
FUENTES DE GENERACION DE CONTAMINANTES.
Todas las actividades que sustentan el desarrollo económico de la sociedad, desde las actividades industriales a las explotaciones mineras pasando por la agricultura o el vertido de residuos, conllevan la liberación de elementos no deseados que modifican las propiedades físicas, químicas o biológicas naturales de los suelos.
FOCOS DE CONTAMINACIÓN
1. CONTAMINACION PUNTUAL.
El vertido se produce sobre un único punto o en un área muy restringida.
Como ejemplos típicos cabe destacar las basas de infiltración, el vertido de residuos en el interior de sondeos, vertidos accidentales, etc.
Bajo estas circunstancias se pueden alcanzar elevadas concentraciones de contaminantes en áreas localizadas.
2. CONTAMINACION DIFUSA.
La contaminación se extiende sobre extensas superficies.
El suelo es el elemento fundamental que, mediante su función filtrante, transporta las substancias químicas (productos fitosanitarios o fertilizantes) o simplemente efecto de la contaminación por deposición atmosférica o hídrica, a otros medios.
Estos productos son generalmente aplicados sobre el suelo o directamente sobre los cultivos que los transforman y se pueden transmitir a las aguas superficiales, subterráneas o a la atmósfera y, desde ellos, a los seres vivos.
Las fuentes más frecuentes que causan este tipo de agresión aparecen asociadas a prácticas agrarias “inadecuadas”, aunque también pero en menor medida, a la acidificación atmosférica y al vertido incorrecto de residuos.
El problema se hace más agudo cuando se superponen los efectos combinados de estas fuentes (puntual y difusa).
Otras actividades que contaminan el suelo son:
Agricultura:La contaminación por prácticas agrícolas es consecuencia del uso de fertilizantes y pesticidas inorgánicas y del uso de aguas residuales y abonos orgánicos. No obstante, al hablar de contaminación agraria también se puede estar hablando de una acumulación excesiva de sales, de erosión, etc.
Minería: Las actividades mineras, siempre que se produzcan con una cierta intensidad, provocan fuertes impactos ambientales. Aunque son un agente importante de transformación socioeconómica también provocan una fuerte transformación en los ecosistemas. Sus efectos varían con el tipo de explotación, de yacimiento, de entorno, etc.
Entre los efectos destacan la destrucción de los suelos naturales, así como la creación de nuevos suelos (“antrosoles”) que presentan fuertes limitaciones físicas, químicas y biológicas que dificultan la reinstalación de vegetación.
Transporte:Los transportes juegan un papel esencial en la economía de todos los países. La incidencia sobre el medio ambiente depende del tipo de transporte y de las actividades de transporte. Aunque los principales efectos repercuten sobre la atmósfera los suelos también se ven afectados por los residuos generados por los transportes. La contaminación de los suelos se debe generalmente a la lixiviación de residuos (hidrocarburos y aceites).
Industria.La contribución de cada sector industrial a la contaminación es muy variable. La industria química es la principal fuente de contaminantes orgánicos. La amplia variedad de este sector (petroquímica, farmacia, pinturas, productos químicas, cosmética, electroquímica, etc.) produce grandes cantidades de sustancias, muchas de ellas nocivas, que precisan tratamientos específicos de depuración, antes de ser vertidas o depositadas en contenedores especiales para su eliminación final.
Vertidos Urbanos:Los vertidos contienen grandes cantidades de detergentes, aceites, productos de limpieza, desinfectantes, etc., procedentes de las habituales operaciones domésticas de la población. A éstos hay que añadir los residuos de las instalaciones industriales conectadas a las redes de saneamiento municipales (talleres, lavanderías, tintorerías, etc.).
CONTAMINACION DE SUELOS.
El daño que se causa a los suelos es de la misma magnitud que el que se causa al agua y al aire, aunque en realidad algunas veces es menos evidente para nosotros; sin embargo, es importante conocer los lugares donde es más probable que se contamine el suelo.
Algunos de estos sitios son los parques industriales, los basureros municipales, las zonas urbanas muy pobladas y los depósitos de químicos, combustibles y aceites, etc., sin dejar de mencionar las zonas agrícolas donde se utilizan los fertilizantes o pesticidas de manera excesiva.
Dentro de los contaminantes de suelos se encuentran los residuos antropogénicos, cuyo origen puede ser doméstico, industrial, de hospitales o de laboratorios. Independientemente de su origen, los residuos pueden ser peligrosos o no peligrosos.
Los peligrosos son aquellos que por sus características corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables o biológicas, representan un riesgo para la salud de las personas y el ambiente, mientras que los residuos no peligrosos se denominan residuos sólidos.
Los residuos sólidos pueden ser clasificados como degradables o no degradables, considerándose un residuo degradable aquel que es factible de descomponerse físicamente; por el contrario, los no degradables permanecen sin cambio durante periodos muy grandes.
Es importante mencionar que la deposición de los residuos sólidos (degradables y no degradables) implica responsabilidad y cuidado por parte de los ciudadanos de este planeta.
Estudio de caso 1: Erosión de los suelos en San Fernando, Tamaulipas.
En el norte de Tamaulipas el problema se origina con los desmontes que se hicieron en 1972 para dotar de tierras cultivables a los ejidatarios, dejando desprovista de protección una gran superficie. El impacto ecológico que ha tenido esta área ha sido adverso, debido a que la mayor parte fue desmontada y cambiada al uso del suelo agrícola para la siembra de los cultivos anuales; sin embargo, no se tomaron en cuenta las medidas necesarias para hacer frente a los factores climáticos como son la lluvia de poca duración y alta intensidad, y el viento con altas velocidades en épocas prolongadas de sequía, lo que ha ocasionado un deterioro del suelo y de la producción.
Los problemas generados por la erosión eólica e hídrica rebasan los efectos in situ, extendiéndose a la agricultura productiva, las comunicaciones y las poblaciones de la región, por lo que es urgente generar alternativas del uso de la tierra para reducir la erosión y la contaminación del aire, disminuir la evaporación del agua, mejorar la productividad agrícola y difundir las estrategias tecnológicas y organizativas para lograrlo.
En la zona se registran vientos con velocidades erosivas que, al encontrarse con la superficie desprovista de vegetación, después de haber cosechado y aprovechado la soca, ocasiona que se lleve a cabo el proceso de erosión eólica. Ante esta situación, hace varios años, en algunos ejidos se inició la reforestación en las vías de acceso y en los linderos de algunas parcelas, creando cortinas que atenúan el problema. Sin embargo, esto no es suficiente debido a las condiciones de la región, por lo que es urgente que se utilicen medidas de protección y restauración que permitan conservar el recurso suelo.
Por otro lado, es importante destacar que en la región, al igual que en la mayoría de la zona agrícola del norte de Tamaulipas, la orientación de los surcos en la preparación de los suelos está en función de la longitud máxima del terreno, lo que en muchos casos favorece el escurrimiento y la formación de arroyuelos e incluso en algunos casos produce cárcavas, con lo que se provocan grandes pérdidas de agua y suelo que redundan en una disminución de la productividad.
Estudio de caso 2: La salinidad en el Distrito de Riego 086 "Soto la Marina“
El Distrito de Riego 086 "Soto la Marina" está ubicado en los municipios de Jiménez, Abasolo y Soto la Marina, al noreste del estado de Tamaulipas. Se sitúa entre las coordenadas geográficas 23º 44’ y 24º 10’ latitud norte y 98º 06’ y 98º 28’ longitud oeste.
El agua para la irrigación proviene de la presa Vicente Guerrero, situada al oeste del distrito, la cual es conducida hacia el distrito por el río Soto la Marina. Su capacidad total es de 5 283 millones de m3 y su capacidad útil de 3 900 millones de m3.
La irrigación en el distrito es por gravedad. La red de distribución está constituida por dos canales principales llamados Margen derecha (37 Km.) y dos canales sublaterales, estos últimos desembocan en las parcelas. La capacidad conjunta de los canales principales es de 44 m3/seg. La eficiencia de la red de irrigación fue estimada por el distrito en 54% durante el ciclo agrícola 88/90.
La red de drenaje que permite evacuar el agua excedente tiene una longitud total de 688 Km. La capacidad de evacuación del dren principal es de 25 m3/seg.
¿De seguir con éste índice de eficiencia, cuánto durará la reserva de agua y cuánto habrá de erosión de suelo?
TIPOS DE CONTAMINANTES.
Las sustancias contaminantes del suelo pueden ser de naturaleza física, biológica o química y pueden aparecer en todos los estados físicos (sólido, líquido o gaseoso).
CONTAMINANTES FISICOS
Los contaminantes físicos se caracterizan por un intercambio de energía entre persona y ambiente en una dimensión y/o velocidad tan alta que el organismo no es capaz de soportarlo.
Por varios razones el contaminante físico que mas que otros esta relacionado con la geología ambiental es la radiactividad (natural o artificial).
La radioactividad natural puede generar problemas ambientales por ejemplo en la cercanía de yacimientos de Uranio (y otros minerales radioactivos).
La radiación ionizante se llama así porque - debido a la alta energía que tiene - puede producir iones en la materia que esta en
contacto con ella (la materia puede ser por ejemplo el cuerpo humano).
Los tipos de radiación ionizante hay que diferenciar en:
CONTAMINANTES BIOLÓGICOS
En general: todos los agentes representados por organismos vivos (la mayoría suelen que ser microorganismos como bacterias, virus, hongos etcétera).
Se puede imaginar por ejemplo la existencia de un microclima dentro de una mina subterránea que favorece el crecimiento de hongos.
Falta de higiene alrededor de una mina / plata puede favorecer la presencia de parásitos o otros portadores de enfermedades como ratas (seguramente un problema mas frecuente en la minería artesanal que en la gran minería).
CONTAMINANTES QUÍMICOS
Los agentes químicos representan seguramente el grupo de contaminantes más importante - debido a su gran número y a la omnipresencia en todos los campos laborales y en el medio ambiente.
Como contaminantes químicos se puede entender toda sustancia orgánica e inorgánica, natural o sintética que tiene probabilidades de lesionar la salud de las personas en alguna forma o causar otro efecto negativo en el medio ambiente.
Los agentes químicos pueden aparecer en todos los estados físicos.
REMEDIACION DE SUELOS.
La elaboración de un plan de Remediación ó Saneamiento, precisa una cierta delimitación del resultado mínimo a alcanzar.
Se dividen en dos tipos de tratamiento y/o recuperación de suelos en dos grandes grupos:
Tratamiento IN SITU, que implican la eliminación de los contaminantes sobre el propio terreno, sin remoción del mismo.
Tratamiento EX SITU, en los que se produce la movilización y traslado del suelo a instalaciones de tratamiento o confinación.
TECNICAS DE TRATAMIENTO IN SITU:
El tratamiento de un suelo contaminado sin necesidad de modificar su situación presenta múltiples ventajas en algunos casos.
El impacto ambiental inducido es bajo, pues el tratamiento solo implica la instalación del equipo adecuado, los costos económicos suelen ser muy competitivos y en principio son métodos fácilmente aplicables a diversas situaciones.
Biodegradación in situ.
Vitrificación
Degradación química
Estabilización / solidificación
Lavado del suelo
Aireación del suelo
* Investigar cada una de ellas y entregar en un reporte para integrar a la calificación del periodo.
TECNICAS DE TRATAMIENTO EX SITU:
Entre las ventajas de estas técnicas destaca su efectividad, en cuanto que el suelo contaminado es físicamente eliminado y se optimiza el proceso de tratamiento al homogeneizarse el suelo tras su excavación.
Además, se puede controlar el proceso y la bondad del tratamiento por sus resultados y actuar con independencia de factores externos (clima, hidrología,…).
Sin embargo, se plantean también inconvenientes, especialmente de tipo económico que limitan la posibilidad de tratamiento de grandes volúmenes de suelo.
Son métodos más experimentados que los de IN SITU, aunque todavía están sujetos a un continuo proceso de desarrollo y mejora de resultados
Tratamiento químicos
Degradación biológica (compostaje)
Destrucción térmica
Extracción o lavado del suelo
Depósito de seguridad (Confinamiento)
* Investigar cada una de ellas y entregar en un reporte para integrar a la calificación del periodo.
UNIDADES
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UNIDAD I
FACTORES Y PROCESOS DE FORMACIÓN DE SUELOS
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ITEM NOMBRE
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A
Introducción a la ciencia del suelo. Pedología. Edafología. División de la Ciencia del Suelo. Relación con otras ciencias. Conceptos básicos.
Propiedades bio orgánicas del suelo: biota del suelo, materia orgánica e importancia en el suelo.
Gabinete: Reconocimiento de propiedades físicas del suelos.
