Soil degradation
by the effect of ceramic residuals in San José de la Lajas municipality
Ambar
Rosa Guzmán Morales 1, Sael Sánchez Elias 2
y Eugenio García Nieblas 3
RESUMEN. El problema ambiental es sin duda alguna, uno de los más importantes por su envergadura y se agudiza en las zonas rurales afectando la economía, el bienestar y la cultura de los agricultores y sus familias. Ha transcurrido algún tiempo desde que la naturaleza comenzara a dar muestras evidentes de deterioro y que el hombre se hiciera consciente de la necesidad de su rehabilitación; por lo que la humanidad tiene la necesidad de tomar conciencia de los errores cometidos, y buscar la manera eficaz de restaurar los daños causados. El riesgo que se presenta no es solo debido a emisiones atmosféricas sino también a mala gestión de residuos o el deficiente almacenamiento de las materias primas y productos, que ocasionan fugas de componentes que se acumulan en el suelo y por lo que aparece un «suelo contaminado». El uso de antiguos terrenos industriales contaminados o áreas cercanas a estos, constituyen una de las principales causas de este tipo de contaminación. Teniendo en cuenta la situación ambiental que se presenta en el municipio San José de las Lajas. El grupo científico FITOPLANT de la UNAH desde el año 2005 ha desarrollado proyectos de investigación con el fin de establecer metodologías de recuperación de áreas agrícolas contaminadas por metales pesados. El presente trabajo tiene como objetivo valorar el estado degradativo del suelo producto del vertimiento continuo de desechos industriales.
Palabras clave: metales pesados, contaminación, suelo contaminado
ABSTRACT. The environmental problem is without a doubt some, one of the most important for its span and it becomes worse in the rural areas affecting the economy, the well-being and the culture of the farmers and its families. It has lapsed some time since the nature began to give evident samples of deterioration and the man became aware of the necessity of his rehabilitation; thereby the humanity has the necessity to take conscience of the mistaken acts, and look forward in the effective way to restore the caused damages. The risk that is presented is not alone due to atmospheric emissions, it is also related with residuals wrong administration or the deficient storage of materials and products that cause flights of components that are accumulated to the soil giving as result a "polluted soil residuals «The use of old polluted industrial lands or near areas to these, constitute one of the main causes of this type of contamination. Keeping in mind the environmental situation that is presented in the municipality San José of the Lajas. The scientific group FITOPLANT from the UNAH since year 2005 have develope investigation projects with the purpose of establishing methodologies for recovering agricultural areas contaminated with heavy metals The present work has as objective to value soil degradation state as a consequence of the industrial waste continuous dropping.
Keywords:
heavy metals, contamination, polluted soil.
Recibido 02/12/07, aprobado 18/09/08, trabajo 39/08, investigación
1 MSc., Prof., Universidad Agraria de La Habana, (UNAH ), Grupo FITOPLANT, Facultad de Agronomía, La Habana, E-mail: ambar@isch.edu.cu
2 Ing., Grupo FITOPLANT, Facultad de Agronomía, UNAH.
3 Lic., Grupo FITOPLANT, Facultad de Agronomía, UNAH.
Agradecimientos
(Acknowledgements): para los profesores de la Universidad Agraria de La
Habana: Dr. Nelson Martín A., Dr. Ramiro Valdés C., Dr. Orestes
Cruz La P. y Dr. Fernando Guridi I. por su colaboración en esta investigación.
La existencia de impactos ambientales están dañando el medio ambiente, y estos daños han provocado la destrucción de la capa de ozono, la contaminación del aire, el agua y el suelo, la contaminación por desechos radioactivos y el problema de la basura; sin dejar de mencionar la extinción de especies y el agotamiento de algunos recursos naturales en el mundo. Este problema se agudiza en las zonas rurales afectando la economía, el bienestar y la cultura de los agricultores.
Ha transcurrido algún tiempo desde que la naturaleza comenzara a dar muestras evidentes de deterioro y que el hombre se hiciera consciente de la necesidad de su rehabilitación; por lo que tiene la obligación de pagar una deuda de gratitud histórica y de tomar conciencia de los errores cometidos, así como buscar la manera eficaz de restaurar los daños causados (Delgado, 1999; Castrillo, 2004 citado por Guzmán et al., 2006).
El desarrollo de determinadas actividades industriales constituye un riesgo de contaminación ambiental. Dicho riesgo no es solo debido a las emisiones de gases a la atmósfera sino también a mala gestión de los residuos o a un deficiente almacenamiento de las materias primas y productos, que pueden ocasionar fugas de componentes que se acumulan en el suelo y como consecuencia, puede aparece un «suelo contaminado» (Mazzeo, 2002).
Esta acumulación de contaminantes según Becerril et al. (2002) ha superado los mecanismos naturales de reciclaje y autodepuración de los sistemas receptores; por lo que las industrias y la política de los países desarrollados se han orientado para disminuir los niveles de emisión de sustancias.
Teniendo en cuenta la situación ambiental que se presenta en el municipio San José de la Lajas, desde el año 2005 el grupo científico FITOPLANT de la UNAH ha desarrollado proyectos de investigación encaminados a estudiar la problemática ambiental que se presenta con el fin de establecer metodologías de recuperación de áreas agrícolas contaminadas por metales pesados.
El presente trabajo tiene como objetivo valorar el estado de degradación que se presenta en una zona agroecológica del municipio San José de las Lajas producto del vertimiento continuo de desechos industriales.
Selección del sitio experimental
En el año 2005 se realizó un recorrido por los sitios de mayor riesgo potencial, que fundamentaron los aspectos siguientes (Figura 1):
Características del proceso industrial
Instalaciones descontaminantes existentes y su funcionabilidad
Características de la vegetación existente en las proximidades de la zona de vertimientos
Características físicas visibles de los suelos y del agua de las zonas anteriores
Para
ello se utilizó un mapa del territorio confeccionado por el Centro de
Estudios de Desarrollo Rural (CEDAR), donde aparecen registrados las principales
fotos de contaminación del territorio; destacándose entre ellos
la Empresa Cerámica Blanca "Adalberto Vidal" que es una fuente
proveedora de metales tóxicos como el cadmio, plomo, zinc, entre otros.
FIGURA 1. Sistema de trampas de residuales
de la empresa. Total inefectividad.
Se selecciona como sitio experimental un área que pertenece a la circunscripción 25 del Consejo Popular de Jamaica en el municipio San José de las Lajas, La Habana, frente a la Empresa Cerámica Blanca "Adalberto Vidal". Según Guzmán et al. (2007), el Consejo Popular de Jamaica abarca una extensión de 17,7 km, con una población de 7 878 habitantes, de los cuales 1 719 habitantes pertenecen al sector rural (Figura 2).
FIGURA 2. Área de estudio. Primera vista: canal de desagüe, segunda vista: vegetación existente y tercera vista: sedimento al inicio del campo
Toma de muestras de suelo:
Se tomaron muestras de suelo del área que recibe los desechos de la Empresa Cerámica Blanca. Para la determinación de las condiciones edáficas se realizó una calicata de 1,20 m de profundidad, se excavó de tal manera que el perfil principal quedara orientado al oeste de modo que el sol facilite la observación el mayor tiempo posible y con posterioridad se procedió a la descripción del perfil.
En ambos casos para los análisis, se tomaron seis puntos de muestreo por el método de Zigzag en cinco profundidades: de 0_20 cm, de 20_40 cm, de 40_ 0 cm, de 60_80 cm, de 80_100 cm. (Robert y Henry, 2000). Para los análisis convencionales se siguió la metodología propuesta por Paneque et al. (2001); y el contenido de metales pesados, mediante extracciones de DTPA-TEA, en soluciones mineralizantes por el método de espectrometría de absorción atómica en plasma (ICP-AES. Liberty RL, Varian) y en soluciones de agua por Espectrometría Electrotérmica de Absorción Atómica (ETAAS, Zeeman 220, Varian).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los
suelos que se analizaron están clasificados como Ferralítico amarillento
lixiviado (Hernández et al., 2002 y 2004), sobre caliza dura,
saturado, profundo, muy humificado, con poca pérdida del horizonte. Sin
embargo, el mismo posee evidentes modificaciones físicas (color y textura)
en la capa superficial, más intensas en las proximidades de la fuente
contaminante. Sólo era posible observar su coloración real en
el año 2005 a una profundidad de 1-1,5 m ya en la actualidad alcanza
una profundidad de más de 2 m, por lo que las muestras recogidas no son
realmente de suelo si no sedimentos, sobre el cual se desarrollan las plantas
con buenas características físicas en cuanto a vigor y color (Figura
3).
FIGURA 3. Profundidad a la que aparece el
horizonte pedogenético en el área de estudio. Primera vista: en
el 2005, segunda vista: en el 2007.
En el estudio se presenta además de los efectos anteriormente comentados alteraciones en el área, que de forma general concuerdan con lo expresado por autores que plantean que existen otros efectos inducidos por un suelo contaminado (Guzmán, 2007; Váldes, 2007).
Degradación
paisajística: la presencia de vertidos y acumulación de residuos
en lugares no acondicionados, generan una pérdida de calidad del paisaje,
a la que se añadiría en los casos más graves el deterioro
de la vegetación, el abandono de la actividad agropecuaria y la desaparición
de la fauna.
Pérdida
de valor del suelo: económicamente, y sin considerar los costos de
la recuperación de un suelo, la presencia de contaminantes en un área
supone la desvalorización de la misma, derivada de las restricciones
de usos que se impongan a este suelo, y por tanto, una pérdida económica
para sus propietarios (Tarrach, 2001).
ANÁLISIS
DEL SUELO
Las
condicionales de contaminación se ven incrementadas por los aportes residuales
de la Empresa Cerámica Blanca "Adalberto Vidal", la cual aporta
altos contenidos de silicatos, calcio, magnesio, níquel y otros componentes
al suelo, que actúan como elemento filtrante de estos y también
se produce un movimiento superficial e intrasuelo de las aguas cargadas de elementos
tóxicos, los cuales pueden llegar al manto freático, ya que en
estas zona se desarrolla un proceso de carsismo fuerte donde existen muchas
dolinas y ponores que evacuan directamente al manto freático (Guzmán
et al., 2007), del cual utilizan el agua para el consumo animal y humano
los pobladores de Jamaica y San José de las Lajas.
En
la Tabla 1 se presenta el contenido de elementos seudototales de los elementos
metálicos estudiados en el año 2005, que se realizó por
horizontes genéticos. Puede observarse que a medida que la distancia
de la Empresa se incrementa, el contenido de elementos aumenta, esto puede ser
debido a un lavado lateral fuerte y continuo producido por los vertimientos
de la Empresa, siendo el elemento predominante el hierro (Fe) que al estar sometido
a condiciones de reducción es soluble y puede ser movido tanto vertical
como lateralmente; pudiendo existir similar justificación para el Mn
que es soluble en condiciones de anaerobiosis (Martín, 2000b; Martín,
2003).
TABLA
1. Contenido seudototal de elementos pesados (año 2005). En
el movimiento vertical de los elementos totales puede tener influencia como
absorción mecánica el perfil pedogenético del suelo que
a medida que la distancia de la Empresa se incrementa, está más
cerca de la superficie debido a que la deposición de los residuales es
menor (Martín, 2000a y b).
En
los años sucesivos 2006, 2007, que aparecen en las Tablas. 2, 3, 4, 5,
;as que se muestran a continuación se puede observar que la gama de elementos
que se estudian ha aumentado, presentándose en cantidades importantes
los elementos zinc, plomo, cobre, magnesio y níquel, los que superan
los umbrales de contaminación según la literatura y la biodisponibilidad
del elemento se hace mayor.
Según
Chicón (2003) cuando un espacio se encuentra contaminado afecta a varios
medios como el aire, las aguas superficiales, las aguas subterráneas,
el suelo y los receptores potenciales. Además, es una contaminación
dinámica porque al moverse los contaminantes en el terreno a través
de las capas más permeables se facilita su dispersión y esto hace
que aumente el área afectada, lo que además de otros factores
pudiera estar justificando el hecho de que los elementos químicos que
se analizan se encuentren en mayor cuantía hasta en las áreas
de producción.
Los contenidos de níquel (Ni) tienden a aumentar en profundidad y en
las áreas de producción agrícola alcanzan valores de 85
ppm de suelo en superficie y en la profundidad de 35-70 cm de 135 ppm lo que
se valora de elevado según (Klove, Saber-Beck & Vetter, 1989 y Larcher,
1995; citados por Guzmán et al., 2006).
TABLA
2. Contenido de elementos pesados seudototales en el suelo (año 2006).
TABLA 3. Contenidos de metales pesados biodisponibles en el suelo (año
2006).
TABLA 4. Contenido seudototal de elementos
pesados (año 2007).
TABLA 5. Contenido de elementos pesados biodisponibles
en el suelo (año 2007).
Según los datos que se muestran, lo más resaltante son los valores
que se presentan en el área de producción agrícola, lo
que supone un grave peligro para las plantas y animales que habitan ese suelo
y para los consumidores de la vegetación que se inicia en los herbívoros
y culmina en los humanos.
Según Lenntech (2004), la toxicidad de los elementos traza en un suelo va a depender de varios factores: de la concentración, ya que a elevadas concentraciones resultan tóxicos incluso los elementos que se consideran esenciales para muchos procesos bioquímicos; de la especiación o formas de presentarse los elementos en el suelo; y de su biodisponibilidad o facilidad para pasar a la solución y de ella a la cadena trófica.
Para
el año 2008 los análisis que se presentan se adecuan a recomendaciones
de los especialistas de suelo
que disponen que para análisis de contaminación, los mismos deben
realizarse por profundidades para disminuir los errores que pudieran presentarse
en la toma de muestras y en la homogenización de las mismas (Tabla 6).
TABLA 6. Contenido de elementos pesados seudototales en el suelo (año 2008).
En este análisis se puede observar como los elementos plomo y zinc continúan siendo los elementos que esencialmente provocan el estado de contaminación en el área, existiendo otros elementos como el cobalto, que superan los umbrales de contaminación y respecto a los años anteriores continúan siendo los elementos que predominan y aunque el níquel ha disminuido su nivel de concentración continua siendo tóxico, porque se plantea que valores para este elemento mayores de 2 mg/kg de suelo, ya se considera elevado (Guzmán et al., 2006 citando a Klove, Saber-Beck and Vetter, 1989).
En el sitio experimental se ha incrementado la deposición de residuales por parte de la Empresa que ha hecho que aumente la profundidad a la que aparecen las características pedogenéticas del suelo (año 2005 a un metro de profundidad, año 2008 aproximadamente dos metros).
En las muestras de suelo correspondientes al área de producción (50 m y 200 m de la empresa) los valores del contenido de los metales analizados sobrepasan los umbrales de contaminación.
En
los análisis del año 2008 el plomo y el zinc continúan
siendo los elementos que esencialmente provocan el estado de contaminación
en el área, existiendo otros elementos como el cobalto que superan los
umbrales
de contaminación y respecto a los años anteriores continúan
siendo los elementos que predominan.
Los daños que se reportan en las encuestas realizadas, teniendo en cuenta los valores alcanzados por los elementos contaminantes en el área de producción suponen un grave peligro para la salud humana.
Tanto la población, como el consejo de dirección y los trabajadores de la Empresa están conscientes de la situación que se está presentando en la zona, la cual puede aumentar si no se toman medidas de inmediato.
El conocimiento que existe acerca de la problemática ambiental que se presenta en el área permitirá una buena aceptación de un adecuado programa de educación ambiental, tanto para la Empresa como para los habitantes del municipio y la dirección del gobierno municipal.
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