Contaminación de los Suelos

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Contaminación de los Suelos

Sustancias químicas xenobióticas

La presencia de sustancias en el suelo que no son producidas de forma natural por especies biológicas es motivo de gran preocupación para la población. Se ha descubierto que muchas de estas sustancias químicas denominadas xenobióticas (del griego xenos, “extraño”, y bios, “vida”) son cancerígenas o pueden acumularse en el medio ambiente con efectos tóxicos para los ecosistemas (véase la tabla de los principales contaminantes del suelo). Aunque la exposición humana a estas sustancias se produce principalmente por inhalación o por el agua potable, los suelos desempeñan un papel importante porque afectan a la movilidad y al impacto biológico de estas toxinas.

La abundancia de compuestos xenobióticos en el suelo ha aumentado drásticamente debido al ritmo acelerado de extracción de minerales y combustibles fósiles y a los procesos industriales altamente tecnológicos. La mayoría de los metales se encontraban normalmente en concentraciones totales muy bajas en aguas prístinas, por lo que a menudo se les denomina metales traza. El rápido aumento de las concentraciones de metales traza en el medio ambiente suele ir unido al desarrollo de tecnologías de explotación. Este tipo de cambio repentino expone a la biosfera a un riesgo de desestabilización, ya que los organismos que se desarrollaron en condiciones con bajas concentraciones de un metal presente no han desarrollado vías bioquímicas capaces de desintoxicar ese metal cuando está presente en altas concentraciones. La misma línea de razonamiento se aplica a los compuestos tóxicos orgánicos.

Los mecanismos que subyacen a la toxicidad de los compuestos xenobióticos no se comprenden por completo, pero existe un consenso en cuanto a la importancia de los siguientes procesos para las interacciones de los metales tóxicos con las moléculas biológicas:

• desplazamiento por parte de un metal tóxico de un mineral nutritivo (por ejemplo, el calcio) unido a una biomolécula,
• complejación de un metal tóxico con una biomolécula que bloquea efectivamente la participación de la biomolécula en la bioquímica de un organismo, y
• modificación de la conformación de una biomolécula que es crítica para su función bioquímica.

Todos estos mecanismos están relacionados con la formación de complejos entre un metal tóxico y una biomolécula. Sugieren que los formadores de complejos fuertes tienen más probabilidades de inducir toxicidad al interferir con la química normal de las biomoléculas.

No todos los contaminantes del suelo son compuestos xenobióticos. Los problemas de producción de cultivos en la agricultura se dan cuando se produce un exceso de salinidad (acumulación de sales) en los suelos de climas áridos en los que la tasa de evaporación supera la tasa de precipitación. A medida que el suelo se seca, los iones liberados por la meteorización de los minerales o introducidos por las aguas subterráneas salinas tienden a acumularse en forma de carbonato, sulfato, cloruro y minerales de arcilla. Dado que todas las sales de Na+ (sodio) y K+ (potasio) y muchas de Ca2+ (calcio) y Mg2+ (magnesio) de cloruro, sulfuro y carbonato son fácilmente solubles, es este conjunto de iones metálicos el que más contribuye a la salinidad del suelo.Entre las Líneas En concentraciones suficientemente altas, las sales suponen un riesgo de toxicidad por Na+, HCO3- (bicarbonato) y Cl- (cloruro) e interfieren en la absorción (véase su concepto jurídico) de agua por parte de las plantas del suelo. La toxicidad del B (boro) también es común debido a la acumulación de minerales que contienen boro en los entornos áridos del suelo.

El uso sostenido de un recurso hídrico para el riego de tierras agrícolas en una región árida requiere que el agua aplicada no dañe el entorno del suelo.

Pormenores

Las aguas de riego también son soluciones salinas; dependiendo de su fuente particular y del tratamiento posterior a la extracción, las sales particulares presentes en el agua de riego pueden no ser compatibles con el conjunto de minerales presentes en los suelos. La utilización del agua y los fertilizantes por parte de los cultivos tiene el efecto de concentrar las sales en el suelo; en consecuencia, sin una gestión cuidadosa los suelos regados pueden salinizarse o desarrollar toxicidad. Un ejemplo muy extendido del peligro de toxicidad inducido por el riego es la acumulación de NO3- (nitrato) en las aguas subterráneas causada por la lixiviación excesiva de fertilizantes nitrogenados a través del suelo agrícola. Los bebés humanos que reciben agua subterránea con alto contenido de nitratos como agua potable pueden contraer metahemoglobinemia (“síndrome del bebé azul”) debido a la transformación de NO3- en NO2- (nitrito) tóxico en el tracto digestivo. El costoso tratamiento de las aguas subterráneas es actualmente el único remedio posible cuando surge este problema.

Vías de desintoxicación

La observación de campo y la experimentación de laboratorio han confirmado la eficacia de las vías naturales del suelo para desintoxicar las sustancias químicas. La volatilización, la adsorción, la precipitación y otras transformaciones químicas, así como la inmovilización y degradación biológica, son la primera línea de defensa contra los contaminantes invasivos. Estos procesos son especialmente activos en los horizontes A del suelo (normalmente a 1 metro de profundidad o menos), donde el humus es esencial para los mecanismos de desintoxicación al bloquear la reactividad de los productos químicos tóxicos o por la degradación microbiana.

Los microorganismos del suelo, especialmente las bacterias, han desarrollado diversos medios para utilizar sustancias fácilmente disponibles como fuentes de carbono o energía. Los microorganismos obtienen su energía mediante la transferencia bioquímica de electrones desde la materia orgánica (o desde ciertos compuestos inorgánicos) a aceptores de electrones como el oxígeno (O2) y otros compuestos inorgánicos.

Una Conclusión

Por lo tanto, proporcionan una vía importante para la descomposición de compuestos xenobióticos en el suelo al utilizarlos como materia prima en lugar de la materia orgánica natural o de los aceptores de electrones, como el O, el NO3- (nitrato), los iones Mn4+ (manganeso) o Fe3+ (hierro), y el sulfato (SO42-).

Por ejemplo, una especie de bacterias podría utilizar el contaminante tolueno, un disolvente obtenido del petróleo, como fuente de carbono, y el Fe3+ natural podría servir como aceptor normal de electrones. Otra especie podría utilizar ácidos orgánicos naturales como fuente de carbono y contaminantes que contienen selenio como aceptores de electrones. Sin embargo, a menudo la descomposición final de un compuesto xenobiótico contaminante requiere una serie de muchos pasos químicos y varias especies diferentes de microorganismos. Esto es especialmente cierto en el caso de los compuestos orgánicos que contienen cloro (Cl), como los plaguicidas clorados, los disolventes clorados y los bifenilos policlorados (PCB; utilizados en su día como lubricantes y plastificantes). Por ejemplo, el herbicida clorado atrazina es degradado gradualmente por microorganismos aeróbicos a través de una variedad de vías que involucran productos intermedios. La complejidad de los procesos de descomposición y la toxicidad inherente de los compuestos contaminantes para los propios microorganismos pueden dar lugar a largos tiempos de permanencia en el suelo, que van de años a décadas para los metales tóxicos y los compuestos orgánicos clorados.

La mayoría de los metales que son los principales contaminantes del suelo (ver tabla) pueden formar fuertes complejos con el humus del suelo que disminuyen significativamente la solubilidad del metal y su movimiento hacia las aguas subterráneas. El humus puede servir como vía de desintoxicación al asumir el papel que desempeñan las biomoléculas en los mecanismos de toxicidad de los metales antes mencionados. Al igual que la formación de complejos fuertes conduce a la asociación irreversible del metal con una biomolécula y a la interrupción de las funciones bioquímicas, también puede conducir a la inmovilización efectiva de los metales tóxicos por el humus del suelo, en particular, las sustancias húmicas. La misma propiedad de los metales tóxicos que los hace tan peligrosos para los organismos también los hace desintoxicables por el humus del suelo.

Los plaguicidas presentan una gran variedad de estructuras moleculares que permiten una gama igualmente diversa de mecanismos de unión al humus. La diversidad de estructuras moleculares y reactividades da lugar a la producción de una variedad de compuestos aromáticos a través de la descomposición parcial de los plaguicidas por los microbios. Estos compuestos intermedios se incorporan a la estructura molecular del humus por mecanismos naturales, reduciendo eficazmente la amenaza de toxicidad. Los beneficios del humus para la fertilidad y la desintoxicación del suelo han dado lugar a un creciente interés por esta notable sustancia y por el frágil horizonte A que ocupa.

Datos verificados por: Brite
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Criterios para Prevenir y Controlar la Contaminación de los Suelos en el Derecho Medioambiental Global y Comparado

Criterios para Prevenir y Controlar la Contaminación de los Suelos en Relación al Suelo y sus Recursos

Esta subsección examina parte de la literatura y las principales ideas y reflexiones asociadas con criterios para prevenir y controlar la contaminación de los suelos en el contexto del Suelo y sus Recursosy de las materias juridicas relativas al suelo, materiales y residuos peligrosos. Asimismo, forma parte del contenido relativo al suelo como recurso natural, localizable en la presente plataforma. Nota: Criterios para Prevenir y Controlar la Contaminación de los Suelos forma parte del Plan de Estudios de diversas facultades de Derecho y otras ciencias en Argentina, Chile, Colombia, España, México, Perú y otros países, en ocasiones en la especialidad de Derecho Ambiental.[rtbs name=”derecho-ambiental”][rtbs name=”materiales-y-residuos-peligrosos”]

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Recursos

Véase También

Medio Ambiente, Medio de producción agrícola,
Suelos ácidos sulfatados
Agrofísica
Corteza
Ciencia agrícola
Factores que afectan a la permeabilidad de los suelos
Índice de artículos relacionados con el suelo
Los hongos micorrícicos y el almacenamiento de carbono en el suelo
Capacidad de retracción y de hinchamiento del suelo
Biodiversidad del suelo
Licuefacción del suelo
Ecuación de la velocidad de la humedad del suelo
Zoología del suelo
Erosión por labranza
Museo Mundial del Suelo
Suelo rojo
Gestión del suelo, Horticultura, Jardinería, Granularidad de los materiales, Materiales naturales, Recursos naturales

Bibliografía

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