edafología

 Reacción del suelo ante la contaminación.

En su momento vimos como el suelo tiene mecanismos de defensa ante todos los agentes contaminantes, pero muchos de estos mecanismos están basados en la precipitación, adsorción y fijación de esos agentes. Todos estos mecanismos no constituyen una destrucción de los mismos sino que se elimina su biodisponibilidad que puede volver, por ello se puede considerar que existe una bomba que puede explotar en cualquier momento, cuando las condiciones del suelo cambien.

Bomba química de tiempo.

Se conoce por tal a la rápida liberación de sustancias almacenadas durante un tiempo, o de sus productos de descomposición.

Los principales componentes de la bomba química de tiempo son los metales pesados y los compuestos orgánicos resistentes, entre ellos hay que destacar los compuestos utilizados como pesticidas y los que pueden llegar por contaminaciones accidentales como el caso de los hidrocarburos.

Esta bomba puede activarse por tres espoletas diferentes relacionadas con el suelo y con el "explosivo". Una de ellas relaciona el continente con el contenido, tal es la vulnerabilidad del suelo ante el contaminante almacenado, los suelos muy vulnerables son capaces de almacenar pequeñas cantidades porque su efecto se hace notar tras las primeras llegadas de contaminante, de modo que el alamacenamiento suele ser muy bajo. Obviamente la entrada de agentes contaminantes es decisiva, las llegadas masivas no forman bombas porque el suelo no es capaz de almacenar tales cantidades y su efecto se nota de inmediato; cuando las entradas son menores el efecto no se nota hasta que la acumulación es de tal calibre que la bomba estalla. Por ultimo, el uso del suelo es decisivo por la posibilidad de cambiar sus condiciones y actuar como detonante.

La relación entre estos factores puede observarse en la figura siguiente.

Propiedades control.

Existen una serie de condiciones del suelo que rigen el comportamiento de esta bomba, los principales implicados son los que siguen:

Capacidad de intercambio catiónico. Su valor es decisivo en el almacenamiento de metales pesados y de otras sustancias de naturaleza catiónica como algunas moléculas de pesticidas.

El pH actúa facilitando el almacenamiento o provocando la detonación, de modo que es uno de los factores más importantes. Su valor inicial rige el comportamiento del complejo de cambio y la posible protonación de moléculas no polares, como ya vimos en su momento. Cuando el pH baja se incrementa la solubilización de los metales pesados que puede desencadenar una gran liberación de los mismos; también influye en en la modificación de la capacidad de intercambio catiónico en suelos con cargas variables, de modo que al bajar ésta disminuye la capacidad de almacenamiento y la liberación de las sustancias retenidas. También se modifica el estado de la microflora que puede ser otro desencadenante. Pero la subida del pH también puede provocar el estallido de la bomba cuando lo almacenado son sustancias aniónicas cuya retención baja.

El potencial de oxidación también es importante porque puede movilizar elementos tóxicos ocluidos en los compuestos de hierro y manganeso. También su modificación puede provocar la oxidación de sulfuros, que pueden liberar metales precipitados en esa forma y que siempre provocan una fuerte acidificación que también provoca liberaciones como el caso del Cd en suelos de arrozales desecados, comentado en su momento.

El contenido en materia orgánica afecta al complejo de cambio, a la capacidad tampón y a la actividad biológica del suelo, sin olvidar su carácter complejante y su influencia sobre la estructura que afecta a la aireación del suelo. En este sentido, el cultivo de suelos virgenes o utilizados de forma extensiva puede modificar su contenido.

La estructura es otro factor importante pues regula el drenaje que controla el Eh y afecta a la erosionabilidad de la capa superior. En este último sentido no debemos olvidad que una forma de transferencia de materiales se realiza en fase sólida. La degradación física del suelo puede contribuir a la liberación de tóxicos ocluidos siempre que se vean afectados por el potencial de oxidación.

La salinidad, inducida por riego con aguas de mala calidad, puede afectar por la elevación del pH y el desequilibrio provocado sobre el complejo de cambio y en la relación catiónica del mismo, ello es importante porque se modifica la capacidad para absorber moléculas orgánicas poco polares y de gran tamaño.

Las modificaciones en el clima del suelo, que no siempre se han de producir por cambios meteorológicos, también muestra su influencia como se observa en la figura siguiente. La incidencia humana en este sentido se debe a la introducción del regadío como método de cultivo; el riego no es más que un incremento en la entrada de agua al suelo, equivaldría a un cambio del clima hacia más húmedo, pero además suele provocar una bajada de la temperatura media anual marcada por la bajada en las máximas estivales.

Suelos más vulnerables.

Con todo lo anterior la mayor vulnerabilidad la presentan los suelos ácidos, sobre todo cuando su pH se encuentra por debajo de 5. También loa que tienen una capacidad tampón baja, lo cual provoca una mayor susceptibilidad a los cambios bruscos de pH que suelen ser muy activos en la detonación de la bomba. Los suelos pobres en arcilla o con arcillas de baja actividad, son especialmente susceptibles por la pérdida de capacidad tampón, algo que también sucede con los insaturados. Los suelos minerales con bajo contenido orgánico, sobre todo con valores menores del 5 %, también muestran grandes posibilidades de cambios bruscos; como aparente contradicción los suelos orgánicos son muy susceptibles por su elevada capacidad de almacenamiento.

En cuanto a rasgos de diagnóstico, que al regular la taxonomía se pueden intuir por el tipo de suelo, hay algunos que presentan gran influencia por acumular las características anteriores. Así resultan más vulnerables, además de los orgánicos ya citados, los que carecen de horizontes tales como el Móllico, Cálcico o Árgico o que presentan propiedades gleicas o estágnicas.

Descontaminación de suelos.

Cuando todas las formas de defensa fallan y el riesgo de la contaminación ocurrida es alto, no hay más remedio que proceder a la descontaminación del suelo. Para ello se pueden seguir diferentes técnicas básicas que se han de ajustar al agente a eliminar

Técnicas.

En principio de puede proceder a la extracción del agente contaminante para la que se pueden utilizar diferentes modos. Cuando la extracción no es posible o la descomposición del contaminante es fácil, se puede realizar un tratamiento químico con los reactivos adecuados. Un procedimiento combinado es el tratamiento electroquímico con el que se consigue una extracción similar a un proceso electroforético. Otra forma física de eliminar la contaminación es su descomposición o desactivación mediante un tratamiento térmico. Finalmente se puede inducir una descomposición microbiana del contaminante mediante un tratamiento microbiológico.

Lugar.

Pero cualquiera que sea la técnica a aplicar existe otro problema por resolver como es el lugar de hacerlo. Lo ideal es realizar la descontaminación "in situ" sobre el mismo suelo, con ello se consigue mantenerlo sin perturbar, con ello la utilización del mismo puede continuarse una vez finalizado el proceso descontaminante, sería la forma menos traumática para el suelo.

En ocasiones no es posible realizar la descontaminación en el suelo sin perturbar, sobre todo cuando se puede producir una dispersión el contaminante hacia las zonas vecinas al realizar el tratamiento del mismo. En este caso es necesario extraer el suelo y proceder a su limpieza fuera para volver a depositarlo en su lugar. No obstante el tratamiento puede hacerse "en el lugar" cuando es posible la instalación de la estación depuradora en el mismo sitio que se encuentra el suelo contaminado.

También existen situaciones en las que no puede instalarse el dispositivo depurador en el lugar en que se encuentra el suelo, sino que hay que recurrir a instalaciones especiales que solo pueden montarse para la recuperación de grandes masas de suelo procedentes de lugares diferentes, enestos casos es necesario que el tratamiento se realice "fuera del lugar".

Técnicas de extracción.

La aireación es un metodo ideal para la eliminación de componentes volátiles como ciertos hidrocarburos. Se basa en insuflar aire en una zona del suelo por debajo de la masa contaminada favoreciendo su expulsión por la superficie. El principal inconveniente es que se produce una transferencia al aire. Solo es aplicable en suelos de elevada macroporosidad.

Se habla de arrastre cuando el producto contaminante se lleva a un lugar donde puede ser recogido y tratado convenientemente. El arrastre puede hacerse mediante la insuflación de aire a presión desde la superficie y su recogida bajo la masa contaminada por succión. Un esquema de ello puede observarse en la figura 1. Si la movilidad de el contaminante se incrementa con la temperatura puede inyectarse aire caliente.

Figura 1	Figura 2	Figura 3

En ocasiones la miscibilidad de la sustancia a arrastrar con el agua es mayor que con el aire, en cuyo caso es preferible la inyección de aire y vapor de agua, el agua disuleve y el aire arrastra. La extracción se realiza también mediante succión. Un esquema de una instalación de este tipo puede verse en la figura 2.

Un procedimiento semejante se realiza utilizando agua para disolver la sustancia contaminante procediendo a un lavado del suelo, también con absorción de la misma de forma forzada como se muestra en la figura 3. Cuando se trata de sustancias liposolubles puede utilizarse agua con detergente o agua acidulada cuando se trata de sustancias más solubles en medio ácido.

Los procedimientos de arrastre no modifican la composición del suelo, mientras que los de lavado introducen componentes extraños que es necesario eliminar o permitir que se degraden con el tiempo.

Otras técnicas.

Las técnicas químicas se basan en modificar la solubilidad de los compuestos contaminantes, los principales agentes utilizados son los oxidantes o los que producen alguna descomposición como puede ser la deshalogenación, en el caso de pesticidas.

Una forma especial de las técnicas de arrastre son la electroquímicas, un esquema de las mismas se muestra en la figura siguiente, con ellas se favorece la migración de los compuestos por procesos de electrósmosis o de electroforesis.

En las migraciones inducidas por la corriente eléctrica se ven favorecidas por las cargas superficiales de las partículas del suelo. Los componentes a extraer han de recorres un camino tortuoso por la porosidad del suelo, por ello las partículas cargadas positivamente se desplazan mejor por la carga negativa de los coloides del suelo.

Una última forma de tratamiento es la aplicación de calor, pero en este caso no puede realizarse "in situ" aunque sí puede realizarse en el lugar en que se encuientra el suelo. Es necesario extraerlo y llevarlo a recipientes donde puede aplicarse el calor necesario. El suelo queda profundamente modificado y la recuperación de su estado inicial es muy discutible.

Biorremediación.

Este sistema se basa en la utilización de microorganismos que favorezcan la descomposición del contaminante. En ciertas ocasiones puede realizarse "in situ", en otras es necesario trasladar el suelo a unos tanques donde se realiza el tratamiento y la extracción de los productos transformados. En cualquier caso es necesario insuflar soluciones nutritivas para incrementar la población bacteriana actuante.