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Metales Pesados
Remediación de Suelos
Lic MSci Silvana Torri
Facultad de Agronomía, UBA
Metales pesados
Densidad > 6 g/cmDensidad > 6 g/cm33
NNúúmero atmero atóómico >20 (excluyendomico >20 (excluyendo
metales alcalinos y alcalinometales alcalinos y alcalino--ttéérreos)rreos)
Densidad < 10=Densidad < 10=BiBi--CdCd
Densidad entre 10 y 20: Hg,Densidad entre 10 y 20: Hg, PbPb, Tl, Th,, Tl, Th, AgAg
Densidad > 20= W, UDensidad > 20= W, U
Cuadro l-4.. Los metales pesados más imponantes sus densidades,
b d rl ·¡ Ia un anc1a y su cate o a como esenoa es y o contammantes
Elemento Densidad R:ocas m¡vkg Esencial Contaminante
'lfcm' vegetal/animal
Ag 10.5 0.07 X
Au 19.3 o.os
Bi 9.8 0.17 X
Cd 8.7 0.2 X
Cr 7.2 100.0 X X
Co 8.9 25.0 X X
Cu 8.9 55.0 X X
Fe 7.9 6xl04 X ·x
H• 13.6 0.08 X
La 6.2 25.0 X
Mn 7.4 950.0 X
Pb 11.3 13.0 X
Mo 10.2 1.5 X X
Ni 8.9 75.0 X X
P, 21.5 0.05
TI 11.9 0.45 X
Th 11.5 9.6 X
Sn 7.3 2.0 X X
u 19.1 2.7 X
V 6.1 135.0 X
w 19.3 1.5 X X
Zn 7.1 70.0 X X
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Origen de los Metales pesados en
los suelos
Derivados de los procesos de meteorizaciDerivados de los procesos de meteorizacióónn
Material parentalMaterial parental
Provenientes de procesos de contaminaciProvenientes de procesos de contaminacióón: diversasn: diversas
investigaciones han identificado la actividad humanainvestigaciones han identificado la actividad humana
como la principal causa de contaminacicomo la principal causa de contaminacióón deln del
ecosistema con metalesecosistema con metales (Charlesworth et al., 2003,
Tüzen, 2003, Al-Khashman, 2004, Banat et al., 2005 and
Chen et al., 2005).
Origen natural
Meteorizacion:
En el proceso de meteorizacion,
los metales pesados, no suelen
superar los umbrales de toxicidad y
además se encuentran bajo formas muy
poco asimilables para los organismos.
origen antropico
Las actividades que provocan una
modificación del contenido natural son muy
variadas: vertidos industriales, vertidos
procedentes de actividades mineras,
aplicación de productos químicos agrícolas
y lodos residuales, gases de combustión,
emisión de partículas del tráfico rodado,
residuos sólidos de origen doméstico.
Materiales agrícolas y hortícolas
Impurezas de fertilizantes: Cd, Cr, Mo, Pb, U, V, Zn.
Aguas y lodos residuales; especialmente Cd, Ni, Cu, Pb,
Zn
Estiércoles, principalmente de aves y cerdos: Cu, As, Zn.
Plaguicidas: Cu, As, Hg, Pb, Mn, Zn.
Residuos derivados de los fertilizantes orgánicos: Cd, Cu, Ni,
Pb, Zn.
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Niveles de metales pesados agregados al suelo por insumos
utilizados en la agricultura, (Fergusson, 1990).
Elemento Fertilizantes
fosfatados
Fertilizantes
nitrogenados
Calcáreo Biosólidos Estiércol Irrigación Pesticidas
As <1-120 2-120 0,1-24 2-30 <1-25 <10 3-30
Bi <1-100
Cd 0,1-190 <0,1-9 <0,05-
0,1
2-3000 <0,1-0,8 <0,05
Hg 0,01-2 0,3-3 <1-56 <0,01-
0,2
0,6-6
In 1,4
Pb 4-1000 2-120 20-1250 2-7000 0,4-16 <20 11-26
Sb <1-10 2-44 <0,1-0,5
Se 0,5-2,5 <=0,1 1-17 0,2-2,4 <0,05
Te 20-23 0,2
Enriquecimiento de Metales
pesados en suelo
Fuentes antropogFuentes antropogéénicas denicas
de contaminacicontaminacióónn
•Fertilizantes y enmiendas
•Agua de riego
•Residuos animales y barros
cloacales
•Pesticidas y otros químicos
•Industria, Minería, Trafico
Contaminación
del suelos
Contaminación de
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La contaminación con MP no solo afecta la produccion y
calidad de los cultivos, sino que influye en la calidad de la
atmósfera y cuerpos de agua y es una amenaza para la
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micronutrientes elementos traza sin función
biologica o fisiológica
conocidas
Clasificación
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son requeridos en pequeson requeridos en pequeññas cantidadesas cantidades
por plantas y animales y son esencialespor plantas y animales y son esenciales
para que los organismos completen supara que los organismos completen su
ciclo vital. Pasado cierto umbral sonciclo vital. Pasado cierto umbral son
ttóóxicos. Por ello el txicos. Por ello el téérmino de elementosrmino de elementos
traza potencialmente ttraza potencialmente tóóxicosxicos
Clasificación
Metales pesados sin función
biológica conocida: su presencia ensu presencia en
determinadas cantidades en seres vivosdeterminadas cantidades en seres vivos
lleva a disfuncioneslleva a disfunciones en elen el
funcionamiento de sus organismos.funcionamiento de sus organismos.
Resultan altamente tResultan altamente tóóxicos y presentan laxicos y presentan la
propiedad de acumularse en lospropiedad de acumularse en los
organismos vivos.organismos vivos.
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Respuesta de las plantas al estrés por deficiencia o
toxicidad de Metales Pesados. a) elementos traza
esenciales, b) elementos traza no esenciales
Kabata-Pendias, 2000
cinccinc
hierrohierro
cobrecobre
cromocromo
yodoyodo
cobaltocobalto
Elementos Traza
Esenciales
Actualmente la OrganizaciActualmente la Organizacióón Mundial de la Saludn Mundial de la Salud
considera los siguientes elementos comoconsidera los siguientes elementos como
esenciales para la salud humana:esenciales para la salud humana:
molibdenomolibdeno
selenioselenio
siliciosilicio
manganesomanganeso
nnííquelquel
BoroBoro
vanadiovanadio
Funciones
B, Cu, Zn, Fe,B, Cu, Zn, Fe, MnMn,, MoMo, Cl esenciales, Cl esenciales
para la nutricipara la nutricióón de plantas.n de plantas.
B, Cu, Zn, Fe,B, Cu, Zn, Fe, MnMn,, MoMo, Co, As,, Co, As, CrCr, F,, F,
Ni, Se, Sn y V esenciales en laNi, Se, Sn y V esenciales en la
nutricinutricióón animal.n animal.
HierroHierro (Fe(Fe2+2+))
ManganesoManganeso (Mn(Mn2+2+))
CobreCobre (Cu(Cu2+2+))
Zinc (ZnZinc (Zn2+2+))
BoroBoro (H(H33BOBO33))
MolibdenoMolibdeno (MoO(MoO44
--))
CloroCloro ((ClCl--))
Nutrientes funcionales:
no intervienen en reacciones
bioquímicas reconocidas
Cd, Pb, Si, V
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para ciertos vegetales:
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Nutrientes esenciales
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Plomo y el cobrePlomo y el cobre presentan mayorpresentan mayor
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Diversos estudios han mostrado unDiversos estudios han mostrado un
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suelo, afectada por parsuelo, afectada por paráámetros delmetros del
suelo tales como:suelo tales como:
pH,pH,
concentraciconcentracióón del metal,n del metal,
capacidad de intercambio anicapacidad de intercambio anióóniconico
contenido de materia orgcontenido de materia orgáánicanica
mineralogmineralogíía del sueloa del suelo
(Mart(Martíínez,nez, MottoMotto 2000;2000; KookanaKookana,, NaiduNaidu 2001; Zhu2001; Zhu
2000).2000).
Elementos traza en
solución del suelo
Lixiviación
Reacciones
redox
Salidas
Absorción vegetal
y remoción del
cultivo
Reducción Oxidación
Formas
Orgánicas
Ciclado
interno
Inmovilización
Mineralización
Volatilización
Hg, As, Se
Metilación
ingresos
Minerales
Primarios
Minerales
Secundarios
Absorción –
Intercambio
Catiónico
Precipitación
Residuos
vegetales
Disolución
Disolución
Desorción
Sorción
Superficie del agua
Erosión,
escurrimiento
Fertilizantes
y Pesticidas
Derrames
accidentales
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municipales e industriales
Sedimentos contaminados
y residuos de minas
Lluvia
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FERTILIZANTES
MATERIA
ORGÁNICA
MICRO
ORGANISMOS
QUELATOS
ARCILLAS
SILICATADAS
SOLUCIÓN
DEL
SUELO
(1)
PRECIPITADOS
MINERALES
PRIMARIOS
MINERALES
SECUNDARIOS
Lavado
Aguas de drenaje, ríos
1) óxidos, sulfatos, fosfatos,
carbonatos, etc.
Ciclo de los metales pesados en el suelo
El escurrimiento y lixiviaciEl escurrimiento y lixiviacióón desden desde
sitios contaminados conlleva a unsitios contaminados conlleva a un
incremento en la concentraciincremento en la concentracióón den de
metales en las aguas superficiales ymetales en las aguas superficiales y
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Porcentaje aproximado de los mecanismos dePorcentaje aproximado de los mecanismos de
absorciabsorcióón radicaln radical
Micronutriente Intercepción radical Flujo masal Difusión
B 0.1 99.9 -
Cu 70 20 10
Fe 50 10 40
Mn 15 5 80
Zn 20 20 60
adaptado de Torri et al, 2012
La biodisponibilidad de metales en los suelos se
encuentra regulada por:
pH del suelopH del suelo
Procesos deProcesos de óóxidoxido –– reduccireduccióónn
Actividad radicalActividad radical
Contenido de materia orgContenido de materia orgáánicanica
Procesos de intercambio catiProcesos de intercambio catióóniconico
Factores climFactores climááticos y de manejoticos y de manejo
Efecto del pH sobre la disponibilidad de losEfecto del pH sobre la disponibilidad de los
micronutrientesmicronutrientes
Mo
B
Cu, Zn
Fe, Mn
Cl
adaptado de Torri et al, 2012

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(mg kg(mg kg--11 MS) en granos de avena (MS) en granos de avena (Avena SativaAvena Sativa))
BerrowBerrow,, BurridgeBurridge 19911991
pH Mn Zn Mo
4.5 109 55 0.21
5.0 86 52 0.35
5.5 57 48 0.41
6.0 24 36 0.66
6.5 11 31 0.68
Efecto del potencial deEfecto del potencial de óóxidoxido--reduccireduccióónn sobre lasobre la
disponibilidad de los micronutrientesdisponibilidad de los micronutrientes
Zn, Cu
Fe
Mn
FeII soluble
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Efecto de la actividad radicalEfecto de la actividad radical sobre lasobre la
disponibilidad de los micronutrientesdisponibilidad de los micronutrientes
adaptado de Torri et al, 2012
Contenido de materia
orgánica
La estabilidad de los complejos presenta la
siguiente tendencia
Cu > Fe > Mn = Co > ZnCu > Fe > Mn = Co > Zn
Adsorcion: La materia orgánica puede adsorber tan fuertemente a algunos
metales, como es el Cu, que pueden quedar no disponible para las plantas.
Formacion de quelatos solubles, pudiendo migran con mayor facilidad a lo
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Los fertilizantes orgánicos se obtienen por la transformación de residuos orgánicos a través de procesos como el compostaje y el lombricompostaje. El compostaje es un proceso biológico aeróbico donde los microorganismos degradan la materia orgánica para producir un abono estable y libre de patógenos. El lombricompostaje involucra la acción combinada de lombrices y microorganismos para producir un abono llamado lombricompost.

Radiactividad
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Radiactividad

El documento trata sobre la radiactividad y las diferentes formas de radiación. Explica que la radiactividad se produce cuando los núcleos inestables de ciertos elementos se desintegran espontáneamente emitiendo radiación. Describe los tres tipos principales de radiación: alfa, beta y gamma, y sus características como carga, penetración y efectos. También cubre temas como la radiactividad natural, las reacciones nucleares espontáneas y provocadas, y los procesos de fisión y fusión nuclear como fuentes potenciales de energía

radiactividad radioisotopos uranio carbono-14 pota
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Este documento trata sobre la cinética química y la velocidad de las reacciones químicas. Explica que la velocidad de una reacción depende de factores como la naturaleza de los reactivos, la concentración, el área superficial, la temperatura y la presencia de catalizadores. También describe las ecuaciones que relacionan la velocidad con el orden de reacción y la concentración de reactivos, así como los conceptos de tiempo de vida media y energía de activación.

AnAnáálisis de sueloslisis de suelos
extracciextraccióónn dede formasformas disponiblesdisponibles
extracciextraccióónn secuencialsecuencial
extracciextraccióónn totaltotal
Contenido total y disponible de micronutrientes en ArgiudolesContenido total y disponible de micronutrientes en Argiudoles
TTíípicos del N de la provincia de Buenos Airespicos del N de la provincia de Buenos Aires
elemento total Disponible (mg kg-1
)
EDTA DTPA
suelo Valor crítico suelo Valor crítico
Zn 59 2.1-13.2 0.7-1.4
Cu 16.4 2.2-3.4 0.75 0.81-1.85 0.4
Fe 20900 70.12
Mn 584.33 10-30 5-10 9-10 0.21
BiodisponibilidadBiodisponibilidad
Indicador clave de riesgos
potenciales que posee el
contaminante, tanto
ambientalmente como para la salud
humana
Determinación del contenido total
La contaminación de suelos con metales generalmente se determina
en base a las concentraciones totales
Reactivos Autores Elemento
HCl-HNO3 Mc Grath y Cunliffe (1985); Merry y col.(1983);
Baghdady y Sippola (1983 y 1984 a yb)
HCl-HNO3 Mahan y col. (1987); Fernando y col. (1986);
Lamothe y col. (1986)
Fe, Cu, Mn, Zn, Ni, Cr,
Hg, Co, As, general
Cr; general;
Elementos volátiles
HNO3 Chang y col. (1984); May y Stoeppler (1984);
Hawke y Lloyd (1988)
Ni, Cr; As, Hg; Cd, Pb,
Cr, Cu, Zn, Ni
HNO3, HF Brown y col. (1984 a); Schramel y col. (1987) Ni, Cr, Co, Hg
HNO3- HClO4 May y Stoeppler (1984); Cala Rivero y col. (1985)
Sanzolone y col. (1979)
Hg, As
HNO3- H2SO4 Van der Veen y col. (1985) As
HclO4- HF Tessier y col. (1979); Bruemmer (1986);
Carrasco y Prendez (1984)
Pinta (1971); Bendicho y Loos-Vollebregt (1990)
General
Ni, Cr, Co
General
H2O2 - HNO3- HCl Davies (1984) General
H2O2 - HF Brueckner y col. (1987) General
H3BO3 – HF Bernas (1968) General
HCL Barros (1989) As, Sb, Bi, Cd, Co, Ag
Aunque es útil indicar el nivel general de la
contaminación del suelo, las concentraciones totales del
metal no explican su biodisponibilidad y por lo tanto la
toxicidad real de los mismos, siendo las características
del suelo los factores más importantes que influencian
su biodisponibilidad
La extracción de metales con DTPA (dietilen triamina
pentacetato) proporciona una evaluación química de la
cantidad de metales que estan disponibles para ser
absorbidos por los vegetales

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Más utilizados
CuCuáál es la razl es la razóón de esta diversidadn de esta diversidad
de mde méétodos?todos?
El objetivo es obtener un extractante universal que
permita determinar la biodisponiblilidad de un gran
número de metales, que los resultados
estén correlacionados con los niveles detectados en
planta, y por lo tanto que los resultados obtenidos de
diferentes estudios puedan compararse.
•Complejidad de mecanismos de reacción del MP
•Relacionado con la absorción por las plantas
Torri. Lavado 2008
Procedimientos de extracción
secuencial
La extracción secuencial consiste en tratar sucesivamente
el suelo con reactivos de agresividad creciente, que
permitan liberar de manera gradual los metales pesados
en función de su capacidad de movilización.
El empleo de extracción simple, no resulta suficiente
cuando se pretende conocer el contenido de metal presente
en cada una de las fases del suelo, conocimiento que permite
prever la movilidad de los metales pesados por cambios en
las condiciones de suelo a lo largo del tiempo.
Torri et al, 2012

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citricoscitruspepita
ExtracciExtraccióónn secuencial,g secuencial, sesegúún metodologn metodologííaa
propropuesta porpuesta por McGrathMcGrasth yy OegarraCeggarra )(1992(1992)
FracicFraccióón n solulb soluble e ie e
inntteercarcambialbmbiable:e:
FracicFraccióó an unida a mn unida a materia ogrteria
orgáánica:
FracicFraccióón unida a n unida precipitados
g a inorprecipitados
inorgáánicos:
FracciFraccióón remanente l
Otras técnicas para la
extracción secuencial:
intercambiableintercambiable
unida a materia orgunida a materia orgáánicanica
unida a carbonatosunida a carbonatos
unida aunida a óóxidos de hierro y manganesoxidos de hierro y manganeso
remanenteremanente
Fraccionamiento del Zn en tres suelos
representativos de la region pampeana.
Suelos no contaminados y suelos con agregado de
biosólidos.
Torri, Lavado 2008
Los metales están considerando entre los agentes
contaminantes más peligrosos del medio ambiente
No se degradan por procesos físicos y por lo tanto
permanecen en el medio por gran tiempo.
Afectan ciclos biogeoquímicos y se acumulan en los
organismos vivos, pudiendo ingresar a la cadena trofica
la movilidad de ciertos metales como Pb, Zn y Cd
depende fuertemente de sus formas químicas más bien
que de la concentración total del elemento (Torri Lavado
2008, 2009, y otros).
Los especiación del metal puede ayudar a determinar
cuan fuertemente se encuentra retenido o su facilidad
para liberarse a la solución del suelo.

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Nivel óptimo de
nutrientesSintomas de
deficiencia
Condiciones
no
sintomáticas
A B C D E F
Disponibilidad
de
micronutrientes
rendimiento
100%
Rango de
deficiencia
Rango de
maximo rendimiento
Rango de
toxicidad
Valor
Critico
Deficiencia
aguda
Deficiencia
latente
(leve)
Nivel
Optimo
Nivel de
lujo
Toxicidad
leve Toxicidad
aguda
Rangos de suficienciaRangos de suficiencia
Torri 2005
ConcentraciConcentracióón den de CdCd y rendimiento dely rendimiento del
arroz segarroz segúún la concentracin la concentracióón inicialn inicial
dede dede CdCd en suelo.en suelo.
SSííntomas visualesntomas visuales
DesventajasDesventajas
ssííntomasntomas dede diferentesdiferentes deficienciasdeficiencias sonson semejantessemejantes
superposicisuperposicióónn dede seseññalesales
son solo orientativos de la existencia de algún problema
de deficiencia o fitotoxicidad, bajo ningún concepto
reemplazan el análisis foliar.
VentajasVentajas
orientativos en el diagnorientativos en el diagnóósticostico
distintas especies presentan los mismos sdistintas especies presentan los mismos sííntomasntomas
AnAnáálisis foliarlisis foliar
prevee la detecciprevee la deteccióón de condiciones no sintomn de condiciones no sintomááticas en laticas en la
plantaplanta
confirma la naturaleza de sconfirma la naturaleza de sííntomas visiblesntomas visibles
permite una mayor precisipermite una mayor precisióón en el programa den en el programa de

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Los metales pesados han sido objeto
de atención por sus características
contaminantes peculiares (Fachinelli y col.
2001)
Con frecuencia se encuentran como cationes
que interactúan fuertemente con la matriz del suelo, lo
que en ocasiones se traduce en que incluso a altas
concentraciones pueden encontrarse en forma
química no dañina o inerte. Sin embargo estos
metales pueden movilizarse y cambiar de forma
química debido a cambios en las condiciones
medioambientales, cambios en el uso del suelo o
por saturación de la capacidad de tamponamiento
del suelo. Por esta razón se les ha catalogado como
bomba química del tiempo.
Comparación de la concentración de metales
en suelos urbanos respecto de suelos
superficiales y subsuperficiales alrededor de
una fábrica de cemento
Al-Khashman & Shawabkeh, 2006
Suelos de referencia Suelos cercanos a fábrica
Kumar et al, 2008Kumar et al, 2008
Treatment no. Treatment details
T1 Garden soil + heavy metal
T2
Garden soil + heavy
metal + biosludgea
T3
Garden soil + heavy metal + dairy
sludge a
T4
Garden soil + heavy
metal + biofertilizer
T5
Garden soil + heavy
metal + biosludgea
+ biofertilizer
T6
Garden soil + heavy metal + dairy
sludge a
+ biofertilizer
Efecto de la concentración de metales
sobre el crecimiento vegetal
Los contaminantes pueden entrar en los
agrosistemas como consecuencia de la
actividad humana, siguiendo distintos
caminos:
1- No intencionalmente (minería, incendios, etc.)
2- Por disposición de residuos (efluentes,
residuos industriales y urbanos).
3 – Deliberadamente (control de plagas).

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Destino de los contaminantes
Comparison of environmental compartments. + slight, ++
moderate or +++ considerable degree
Destino de los contaminantes en los distintos
compartimentos
Estrechamente vinculados
Depende de las posibilidades de movimiento del
contaminantes en los distintos compartimentos y del
grado de degradación de los mismos
En un balance realizado aEn un balance realizado a
finales de la dfinales de la déécada decada de
los alos añños 80, se estimos 80, se estimóó
que la cantidad anual deque la cantidad anual de
vertidos de metales envertidos de metales en
suelossuelos ascendascendíía a unos 5a a unos 5
mil billones de Kg. Elmil billones de Kg. El
74% de esta cantidad74% de esta cantidad
corresponde a las cenizascorresponde a las cenizas
procedentes de laprocedentes de la
combusticombustióón den de
carburantes,carburantes,
principalmente carbprincipalmente carbóón.n.
2Fertilizantes
3Residuos materia orgánica
6Residuos metalurgia
6Turba
9Desechos urbanos
74Cenizas de combustión
Contribución
(%)
Fuente
No todos llegan a los suelos proporcionalmente a la cantidad utilizada. Una vez
vertidos en el suelo, la concentración de los cationes metálicos en la disolución
del suelo disminuye con el tiempo, puesto que pasan a ser adsorbidos en las
posiciones de adsorción.
Cambios en la producción primaria de algunos metales
(en 1000Tm/año) (Alloway, 1990).
Producciones
Emisiones
en suelos
Metal 1930 1950 1980 1985 1980/90
Al 120 1.500 15.395 13.690 --
Cd 1 6 15 19 22
Cr 560 2.270 11.245 9.940 896
Cu 1.611 2.650 7.660 8.114 954
Fe 80.180 189.000 714.490 715.440 --
Pb 1.696 1.670 3.096 3.077 796
Mn 3.491 5.800 26.720 -- 1.670
Hg 4 5 7 7 8
Ni 22 144 759 778 325
Sn 179 172 251 194 --
V -- 1,8 35 134 132
Zn 1.394 1.970 5.229 6.024 1.372

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Tránsito vehicular
A > distancia del foco de contaminación menor concentración de ET
producidos por la polución ambiental
Ejemplo de emisiones de EPT
de origen antrópico
Emisión global de Cd: 30.000 tn año-1
Cd en suelos no contaminados: 0.1- 0.5 mg kg-1
Cd en suelos contaminados: hasta 150 mg kg-1
Transporte de MP como porcentaje desde una fundición
SSííntesisntesis
Los metales pesados pueden ser absorbidos por las plantaLos metales pesados pueden ser absorbidos por las plantas dependiendos dependiendo
de su disponibilidad en el suelo y de los mecanismos de selectide su disponibilidad en el suelo y de los mecanismos de selectividad propiosvidad propios
de cada especie, variedad o genotipo.de cada especie, variedad o genotipo.
Algunos metales pesados (Algunos metales pesados (MnMn, Ni, Cu, Zn,, Ni, Cu, Zn, MoMo ) constituyen elementos) constituyen elementos
esenciales en el metabolismo de las plantas, otros en cambio sonesenciales en el metabolismo de las plantas, otros en cambio son fitotfitotóóxicosxicos
(As,(As, CdCd, Hg y, Hg y PbPb ))
Los metales pesados se pueden acumular en distintosLos metales pesados se pueden acumular en distintos óórganos segrganos segúún sun su
movilidad en la planta. Este proceso es altamente especmovilidad en la planta. Este proceso es altamente especíífico para la interaccifico para la interaccióónn
metalmetal--planta.planta.
El grupo de metales pesados de mayor riesgo lo constituyen aquelEl grupo de metales pesados de mayor riesgo lo constituyen aquelloslos
elementos (elementos (CdCd, Co, y Se) cuya concentraci, Co, y Se) cuya concentracióón en la planta no es tn en la planta no es tóóxica paraxica para
ellas, pero sellas, pero síí para el hombre y los animales.para el hombre y los animales.
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REMEDIACON NATURALREMEDIACON NATURAL
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es el componente mas importante paraes el componente mas importante para
lala retenciretencióónn de iones metde iones metáálicos traza,licos traza,
afectando por lo tanto su absorciafectando por lo tanto su absorcióón porn por
la planta y su posterior transferencia ala planta y su posterior transferencia a
humanos y animales.humanos y animales.
Precisamente, como una alternativa dePrecisamente, como una alternativa de
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compostadoscompostados puede actuarpuede actuar movilizandomovilizando aa
los elementos traza, siendo un factorlos elementos traza, siendo un factor
promotor de lapromotor de la absorciabsorcióón de metales porn de metales por
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de agua subterrde agua subterrááneasneas
Este efecto puede deberse al incrementoEste efecto puede deberse al incremento
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MeMe
Me

El documento describe los metales pesados más comunes, sus usos e implicaciones para la salud y el ambiente. Explica que el mercurio, plomo, cadmio, cobre y níquel pueden ser dañinos para la salud si se ingieren en altas cantidades. También señala que residuos como pilas y tubos fluorescentes contienen metales pesados y no deben desecharse como basura común. Finalmente, ofrece sugerencias para prevenir la contaminación por metales pesados como educarse, identificar fuentes de exposición y reducir el uso

metales pesados
Metles
MetlesMetles
Metles

El documento describe los metales pesados más comunes, sus usos e implicaciones para la salud y el ambiente. Explica que el mercurio, plomo, cadmio, cobre y níquel pueden ser dañinos para la salud si se están en altas cantidades. También discute cómo los residuos industriales y desechos electrónicos que contienen estos metales contaminan el medio ambiente. Finalmente, ofrece sugerencias para prevenir la contaminación por metales pesados como educación, identificación de fuentes de exposición y reducción del uso de material

#polarpara presidente
Efecto de diferentes enmiendas
sobre las limitaciones de lixiviación
ConcentracionConcentracion de Cd en lixiviados de suelosde Cd en lixiviados de suelos
enmendados con diferentes niveles deenmendados con diferentes niveles de
enmiendasenmiendas..
A mayores concentraciones de compost < cc en lixiviados.
La aplicación de B y Z tuvo mayor repercusión cuando se
adicionó a compost de biosólidos René van Herwijnen, 2007
GWC:
compost
de
residuos
verdes
SC:
compost
de aguas
residuales
B=
bentonita,
Z= Zeolita
Cd yi Zna iCdyntercambZni l abntercambei duranteableliaiidurantecncubancubalcióón con
ngtrciZnaiCdtercambZnilabntercambeionis diferentesd ferentesenmiiZn
0
1
2
3
4
5
6
0 14 28 42
ug g-1
0
10
20
30
40
50
60
0 14 28 42
tiempo de incubación
ug g-1
S Suelo + Ca kk 3 +
Ca Suelo + Ca kk 2
Conjunto de mConjunto de méétodos para degradar,todos para degradar,
asimilar, metabolizar o detoxificar metalesasimilar, metabolizar o detoxificar metales
pesados, por medio de la utilizacipesados, por medio de la utilizacióón den de
plantas que tengan la capacidadplantas que tengan la capacidad
fisiolfisiolóógica y bioqugica y bioquíímica para absorber,mica para absorber,
retener degradar o transformar dichasretener degradar o transformar dichas
sustancias a formas menos tsustancias a formas menos tóóxicasxicas..
FITORREMEDIACIÓN

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remediationplanta nativaremediación
Silvana Torri et al. 2009
Silvana Torri et al.  2009Silvana Torri et al.  2009
Silvana Torri et al. 2009

This article examines the potential of the plant species Discaria americana (discaria) to stabilize metals in soils amended with biosolids or a mixture of biosolids and incinerated biosolids (ash-spiked biosolids, AB). Seed germination and root growth of discaria and ryegrass were tested using aqueous extracts of soils amended with increasing rates of biosolids or AB. Discaria showed lower relative seed germination than ryegrass, but its germination and root growth were not significantly inhibited by biosolids extracts, unlike ryegrass which was inhibited by the highest AB dose. Higher doses of biosolids even stimulated discaria germination and growth, suggesting discaria

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Torri et al. 2009
Torri et al.  2009Torri et al.  2009
Torri et al. 2009

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Mecanismos de la fitoremediaciMecanismos de la fitoremediacióónn
FitoestabilizaciFitoestabilizacióónn
FitoacumulaciFitoacumulacióónn
FitovolatilizaciFitovolatilizacióónn
Mecanismos de fitoremediaciMecanismos de fitoremediacióónn
mediante la absorcimediante la absorcióón de metalesn de metales
FitoestabilizaciFitoestabilizacióónn
las raíces de las plantas
concentran elementos traza
LoliumLolium perenne Lperenne L
EspeciesEspecies dede plantasplantas establecidasestablecidas enen
laslas pruebaspruebas de campo conde campo con
FitoestabilizaciFitoestabilizacióónn dede suelossuelos
contaminadoscontaminados concon metalesmetales ((MenchMench,,
2003)2003)
EspeciesEspecies de Plantasde Plantas SitiosSitios
AgrostisAgrostis castellanacastellana,, AgrostisAgrostis delicatuladelicatula Jales, PortugalJales, Portugal
HolcusHolcus lanatuslanatus,, CytisusCytisus striatusstriatus,,
LotusLotus corniculatuscorniculatus,, PoaPoa compressacompressa,, Copper Cliff,Copper Cliff,
AgrostisAgrostis giganteagigantea CanadaCanada
PoaPoa pratensispratensis,, PhleumPhleum pratensepratense,,
FestucaFestuca arundinaceaarundinacea,, FestucaFestuca rubrarubra MaatheideMaatheide--
AgrostisAgrostis capillariscapillaris, F., F. rubrarubra LommelLommel, Belgium, Belgium

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This article examines the potential of the plant Discaria americana (discaria) to stabilize metals in soils amended with biosolids or a mixture of biosolids and incinerated biosolids (ash-spiked biosolids, AB). Seed germination and root growth of discaria and ryegrass were tested using aqueous extracts of soils amended with increasing rates of biosolids or AB. Discaria showed lower relative seed germination than ryegrass, but its germination and root growth were not significantly inhibited by biosolids extracts, unlike ryegrass which was inhibited by the highest AB dose. Higher doses of biosolids even stimulated discaria germination and growth, suggesting discaria may

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Torri et al 2017
Torri et al 2017Torri et al 2017
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Como citar este trabajo Torri S.I., Corrêa R.S., Renella G. 2017. Biosolids application to agricultural land: a contribution to global phosphorus recycle, Pedosphere 27(1): 1–16, doi:10.1016/S1002-0160(15)60106-0, ISSN 1002-0160/CN 32-1315/P

remediationwastebiosolids
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Como citar este trabajo Torri S.I., Corrêa R.S., Renella G. 2017. Biosolids application to agricultural land: a contribution to global phosphorus recycle, Pedosphere 27(1): 1–16, doi:10.1016/S1002-0160(15)60106-0, ISSN 1002-0160/CN 32-1315/P

remediationwastebiosolids
FitoacumulaciFitoacumulacióónn
Las plantas tolerantes, absorben yLas plantas tolerantes, absorben y
translocantranslocan metales a parte ametales a parte aéérea.rea.
Se usan para reducir la movilidadSe usan para reducir la movilidad
de los mismos y evitar el pasaje ade los mismos y evitar el pasaje a
napas subterrnapas subterrááneas o al aire.neas o al aire.
FitovolatilizaciFitovolatilizacióónn::
LLas plantas absorbenas plantas absorben loslos metalesmetales
pesados y los liberan a la atmpesados y los liberan a la atmóósfera consfera con
la transpiracila transpiracióónn
ContaminaContaminantesntes comocomo elel Mercurio,Mercurio,
selenioselenio
Efecto de la Fitoestabilización
y Fitoacumulación
Parte vegetal aérea= fitoacumula
Raíz= fitoestabiliza
Ensayo con discaria americana

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Como citar este trabajo Torri S.I., Corrêa R.S., Renella G. 2014. Soil carbon sequestration resulting from biosolids application, Applied and Environmental Soil Science (ISSN: 1687-7667), Volume 2014 (2014), Article ID 821768, 9 pages. doi:10.1155/2014/821768.

remediationwastebiosolids
314730
314730314730
314730

This document provides a summary of several studies on the application of biosolids to soil. It discusses how biosolids application can increase soil organic matter and crop yields while reducing disposal costs. However, it also notes risks from the complex interactions between biosolids and soil systems. Several studies highlighted found that biosolids increased carbon storage and nutrient levels in soil. Vegetated buffer strips were shown to reduce nutrient runoff. Biosolids also aided the establishment of native grasses on degraded lands. The document reviews the impacts of biosolids on metal uptake by plants and phosphorus leaching at different temperatures.

remediationwastebiosolids
Characterization of organic compounds from biosolids of Buenos Aires City,
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This study characterized the organic compounds in biosolids from Buenos Aires, Argentina. Different solvents were evaluated for ultrasound-assisted extraction (UAE) and a hexane:acetone mixture provided the highest extractability. The organic compounds identified included fatty acids, n-alkanes, and steroids. Persistent organic pollutants were below detection limits. The recalcitrant organic fraction reported previously is mainly due to stable sterols in the biosolids.

remediationwastebiosolids
2º Time - Total Ca
A Zt Y
Column
ug g-1
Control
Plant
C
C
Zubillag a et al., 2006
Pl-Din
A Zt Y
Control Cot Pta Co ta
a
b
b b b
a a a a
a
c
ab
EFECTO DE LA
FITORREMEDIACION Y
LA APLICACIÓN DE
ENMIENDAS ORGÁNICA
EN LA MOVILIDAD DE
CADMIO Y PLOMO EN EL
PERFIL DE UN SUELO
CONTAMINADO
suelo
Para los cuatro metalesPara los cuatro metales
analizados y todos losanalizados y todos los tratamientos, el
mismo patrtratamientos, el mismo patróón den de lixiviacilixiviacióón, con mayor
masa den, con mayor masa de metales pmetales peesados en el
horizontesados en el horizonte A.A.
El horizonteEl horizonte BtBt, con 62.9%, con 62.9%
arcilla, presenta una barrera alarcilla, presenta una barrera al pasaje
de metales. Los mineralespasaje de metales. Los minerales dde arcilla
juegan un rol en lae arcilla juegan un rol en la inmovilizaciinmovilizacióón de
metalesn de metales pespesadosados a ta trraavvééss del efecto dedel efecto de
complejacicomplejacióónn superficial dsuperficial debido aebido a su alta
superficie espsu alta superficie espececííficafica
El contenido de HM del horizonteEl contenido de HM del horizonte
contaminado del scontaminado del suelo superuelo superóó loslos llíímites
establecidos pormites establecidos por regulaciones internregulaciones
internacacionionaales. Noles. No obstante, las
concentraciones dobstante, las concentraciones dee dichos metales en
los lixiviadosdichos metales en los lixiviados dde los distintos horizonte los distintos horizonteses
mostraron que rara vez superanmostraron que rara vez superan los llos
líímmiites establecidos en aguastes establecidos en aguas ppara
distintoara distintos usos.s usos.
0
0
cm
Control
Plant
Plant 1 C
Cc +Plant
La disminucion en el tiempo
es debido a restricciones de
uso de diversos insumos, a
pesar de ello la acumulacion
de HM en suelos
superficiales continúa.
La lixiviacion presentada esta
fuertemente relacionada con
el escurrimiento
subsuperficial afectado
especialmente por la
aplicación de estiércol, efecto
redox y la retención y
liberación de metales desde
sedimentos
SchipperSchipper etet
al.,2008al.,2008
Acumulacion de MP en
suelos agricolas y riesgo de
incrementar la lixiviacion
Plantas utilizadas con fines
de remediación

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Como citar este trabajo Torri S.I., Corrêa R.S. 2012. Downward movement of potentially toxic elements in biosolids amended soils, Special issue: Biosolids Soil Application: Agronomic and Environmental Implications, Applied and Environmental Soil Science (ISSN: 1687-7667), Volume 2012, Article ID 145724, 7 pages, doi:10.1155/2012/145724.

remediationwastebiosolids
Use of vermiculture technology for waste management and environmental remedia...
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Como citar este trabajo Torri S, Puelles M. 2010. Use of vermiculture technology for waste management and environmental remediation in Argentina, International Journal of Environmental Engineering (IJEE), Sp. Issue on Vermiculture Technology, Vol. 10, No.3/4 pp. 239 –254. doi:10.1504/IJGENVI.2010.037269. ISSN (Online): 1756-8471, ISSN (Print): 1756-8463.

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Potential of Discaria Americana for metal immobilization on soils amended wit...
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Como citar este trabajo Torri S, Zubillaga M, Cusato M. 2009. Potential of Discaria Americana for metal immobilization on soils amended with biosolid and ash-spiked biosolids. International Journal of Phytoremediation (Taylor & Francis, Inc., 325 Chestnut Street, Suite 800, Philadelphia, PA 19106), 11:1–13, (Print ISSN: 1522-6514; Online ISSN: 1549-7879).

remediationwastebiosolids
HiperacumuladorasHiperacumuladoras ::
ThlaspiThlaspi caerulescenscaerulescens (1865)(1865)
MMáás de 400s de 400 especiesespecies deldel generogenero ThlaspiThlaspi
NaturalmenteNaturalmente endendéémicasmicas de losde los sitiossitios
metalmetalííferosferos ::
AcumulanAcumulan loslos metalesmetales en sus partesen sus partes aaééreasreas
> 1% de> 1% de metalmetal en laen la materiamateria secaseca
Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, As, SeCd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, As, Se……
Fotos:Schwartz
ThlaspiThlaspi caerulescenscaerulescens, Zn, Cd, Pb, Zn, Cd, Pb
>0.01 2
>0.1 26
>0.1 24
>0.1 >300
>0.1 5
>1 8
>1 18
Cobre
Níquel
Manganeso
Zinc
Metal Concentración en
las hojas (%MS)
Número
de especies
1
12
11
35
3
5
5
Número
de Familias
Plomo
Cadmio
Cobalto
NNúúmeromero de plantasde plantas hiperacumuladorashiperacumuladoras
identificadasidentificadas ((FuenteFuente: Baker, 1995): Baker, 1995)
pool no fitodisponible pools disponibles
FitoextracciFitoextraccióón =n = reduccireduccióónn deldel riesgoriesgo
Hiperacumulador
No acumulador
cantidad removida por fitoextracción
?

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Plant absorption of trace elements in sludge amended soils and correlation wi...
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Como citar este trabajo Torri S, Lavado R. 2009. Plant absorption of trace elements in sludge amended soils and correlation with soil chemical speciation. Journal of Hazardous Materials, 166: 1459–1465. ISSN: 0304-3894 doi: 10.1016/ j.jhazmat.2008.12.075.

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Estimation of leaf area in pecan cultivars (Carya illinoinensis),
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Como citar este trabajo Torri S, Descalzi C, Frusso E. 2009. Estimation of leaf area in pecan cultivars (Carya illinoinensis), Cien. Inv. Agr. 36:53-58, ISSN 0718-1620. Editorial: Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile.

remediationwastebiosolids
Zn distribution in soils amended with different kinds of sewage sludge
Zn distribution in soils amended with different kinds of sewage sludgeZn distribution in soils amended with different kinds of sewage sludge
Zn distribution in soils amended with different kinds of sewage sludge

Como citar este trabajo Torri S, Lavado R. 2008 b. Zn distribution in soils amended with different kinds of sewage sludge. Journal of Environmental Management (Elsevier, Amsterdam, The Netherlands), 88: 1571-1579. doi:10.1016/j.jenvman.2007.07.026 ISSN: 0301-4797.

remediationwastebiosolids
VentajasVentajas
TecnologTecnologííaa in situin situ,,
SoluciSolucióón den de tratamientotratamiento definitivodefinitivo
((fitoextraccifitoextraccióón)n)
MantieneMantiene yy aumentaaumenta lala fertilidadfertilidad de losde los
suelossuelos
MMéétodotodo extensivoextensivo (grandes(grandes surperficiessurperficies))
PosiblePosible reciclajereciclaje de losde los metalesmetales
AceptadaAceptada socialmentesocialmente
BajosBajos costoscostos
Consideraciones finalesConsideraciones finales
La aplicaciLa aplicacióón conjunta de Tn conjunta de Téécnicas decnicas de
remediaciremediacióón pueden tener un efecton pueden tener un efecto
sinsinéérgico en la remediacirgico en la remediacióón de suelos.n de suelos.
AsAsíí el incremento de la biodisponibilidadel incremento de la biodisponibilidad
de metales acelera los tiempos y lade metales acelera los tiempos y la
eficiencia de laeficiencia de la fitoremediacionfitoremediacion
Los metales pesados incorporadosLos metales pesados incorporados
al suelo pueden seguir cuatroal suelo pueden seguir cuatro
diferentesdiferentes
Pueden quedar retenidos en el suelo, ya seaPueden quedar retenidos en el suelo, ya sea
disueltos en la solucidisueltos en la solucióón del suelo o bien fijadosn del suelo o bien fijados
por procesos de adsorcipor procesos de adsorcióón,n, complejacicomplejacióónn yy
precipitaciprecipitacióón.n.
Pueden ser absorbidos por las plantas yPueden ser absorbidos por las plantas y
asasíí incorporarse a las cadenas trincorporarse a las cadenas tróóficasficas
Pueden pasar a la atmPueden pasar a la atmóósfera por volatilizacisfera por volatilizacióón.n.
Pueden movilizarse a las aguas superficiales oPueden movilizarse a las aguas superficiales o
subterrsubterrááneas.neas.
Muchas gracias !!

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Como citar este trabajo Torri S, Lavado R. 2008 a. Dynamics of Cd, Cu and Pb added to soil through different kinds of sewage sludge. Waste Management (Elsevier, Amsterdam, The Netherlands), 28: 821-832. ISSN: 0956-053X. doi:10.1016/j.wasman.2007.01.020.

remediationwastebiosolids
Remediación de suelos contaminados con elementos traza mediante el uso de bio...
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El resumen analiza la factibilidad de usar compost de biosólidos con diferente grado de madurez, enmienda calcárea o una combinación de ambas para reducir la biodisponibilidad de zinc en suelos contaminados. Se observó que todas las enmiendas incrementaron significativamente la concentración de zinc en la fracción de precipitados inorgánicos, que tiene menor disponibilidad. Los mayores incrementos se observaron con la aplicación conjunta de compost de biosólido maduro y enmienda calcárea.

remediationwastebiosolids
Mineralization of Carbon from Sewage sludge in three soils of the Argentine p...
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Como citar este trabajo Torri S, Alvarez R, Lavado R. 2003. Mineralization of Carbon from Sewage sludge in three soils of the Argentine pampas. Commun. Soil Sci. and Plant Anal. (Taylor & Francis, Inc., 325 Chestnut Street, Suite 800, Philadelphia, PA 19106) 34 (13-14): 2035-2043. ISSN (impresa): 0010-3624. ISSN (electronica): 1532-2416.

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Contaminación de Suelos

  • 1. Metales Pesados Remediación de Suelos Lic MSci Silvana Torri Facultad de Agronomía, UBA
  • 2. Metales pesados Densidad > 6 g/cmDensidad > 6 g/cm33 NNúúmero atmero atóómico >20 (excluyendomico >20 (excluyendo metales alcalinos y alcalinometales alcalinos y alcalino--ttéérreos)rreos) Densidad < 10=Densidad < 10=BiBi--CdCd Densidad entre 10 y 20: Hg,Densidad entre 10 y 20: Hg, PbPb, Tl, Th,, Tl, Th, AgAg Densidad > 20= W, UDensidad > 20= W, U
  • 3. Cuadro l-4.. Los metales pesados más imponantes sus densidades, b d rl ·¡ Ia un anc1a y su cate o a como esenoa es y o contammantes Elemento Densidad R:ocas m¡vkg Esencial Contaminante 'lfcm' vegetal/animal Ag 10.5 0.07 X Au 19.3 o.os Bi 9.8 0.17 X Cd 8.7 0.2 X Cr 7.2 100.0 X X Co 8.9 25.0 X X Cu 8.9 55.0 X X Fe 7.9 6xl04 X ·x H• 13.6 0.08 X La 6.2 25.0 X Mn 7.4 950.0 X Pb 11.3 13.0 X Mo 10.2 1.5 X X Ni 8.9 75.0 X X P, 21.5 0.05 TI 11.9 0.45 X Th 11.5 9.6 X Sn 7.3 2.0 X X u 19.1 2.7 X V 6.1 135.0 X w 19.3 1.5 X X Zn 7.1 70.0 X X Zr 6.5 165.0 X Tomado de Davis, (1980).
  • 5. Origen de los Metales pesados en los suelos Derivados de los procesos de meteorizaciDerivados de los procesos de meteorizacióónn Material parentalMaterial parental Provenientes de procesos de contaminaciProvenientes de procesos de contaminacióón: diversasn: diversas investigaciones han identificado la actividad humanainvestigaciones han identificado la actividad humana como la principal causa de contaminacicomo la principal causa de contaminacióón deln del ecosistema con metalesecosistema con metales (Charlesworth et al., 2003, Tüzen, 2003, Al-Khashman, 2004, Banat et al., 2005 and Chen et al., 2005).
  • 6. Origen natural Meteorizacion: En el proceso de meteorizacion, los metales pesados, no suelen superar los umbrales de toxicidad y además se encuentran bajo formas muy poco asimilables para los organismos.
  • 7. origen antropico Las actividades que provocan una modificación del contenido natural son muy variadas: vertidos industriales, vertidos procedentes de actividades mineras, aplicación de productos químicos agrícolas y lodos residuales, gases de combustión, emisión de partículas del tráfico rodado, residuos sólidos de origen doméstico.
  • 8. Materiales agrícolas y hortícolas Impurezas de fertilizantes: Cd, Cr, Mo, Pb, U, V, Zn. Aguas y lodos residuales; especialmente Cd, Ni, Cu, Pb, Zn Estiércoles, principalmente de aves y cerdos: Cu, As, Zn. Plaguicidas: Cu, As, Hg, Pb, Mn, Zn. Residuos derivados de los fertilizantes orgánicos: Cd, Cu, Ni, Pb, Zn. Conservantes de la madera: As, Cu, Cr. Corrosión de objetos metálicos: Zn, Cd.
  • 9. Niveles de metales pesados agregados al suelo por insumos utilizados en la agricultura, (Fergusson, 1990). Elemento Fertilizantes fosfatados Fertilizantes nitrogenados Calcáreo Biosólidos Estiércol Irrigación Pesticidas As <1-120 2-120 0,1-24 2-30 <1-25 <10 3-30 Bi <1-100 Cd 0,1-190 <0,1-9 <0,05- 0,1 2-3000 <0,1-0,8 <0,05 Hg 0,01-2 0,3-3 <1-56 <0,01- 0,2 0,6-6 In 1,4 Pb 4-1000 2-120 20-1250 2-7000 0,4-16 <20 11-26 Sb <1-10 2-44 <0,1-0,5 Se 0,5-2,5 <=0,1 1-17 0,2-2,4 <0,05 Te 20-23 0,2
  • 11. Fuentes antropogFuentes antropogéénicas denicas de contaminacicontaminacióónn •Fertilizantes y enmiendas •Agua de riego •Residuos animales y barros cloacales •Pesticidas y otros químicos •Industria, Minería, Trafico Contaminación del suelos Contaminación de aguas subterráneas
  • 12. La contaminación con MP no solo afecta la produccion y calidad de los cultivos, sino que influye en la calidad de la atmósfera y cuerpos de agua y es una amenaza para la salud animal y humana
  • 13. Metales pesadosMetales pesados micronutrientes elementos traza sin función biologica o fisiológica conocidas
  • 14. Clasificación Oligoelementos o micronutrienteso micronutrientes:: son requeridos en pequeson requeridos en pequeññas cantidadesas cantidades por plantas y animales y son esencialespor plantas y animales y son esenciales para que los organismos completen supara que los organismos completen su ciclo vital. Pasado cierto umbral sonciclo vital. Pasado cierto umbral son ttóóxicos. Por ello el txicos. Por ello el téérmino de elementosrmino de elementos traza potencialmente ttraza potencialmente tóóxicosxicos
  • 15. Clasificación Metales pesados sin función biológica conocida: su presencia ensu presencia en determinadas cantidades en seres vivosdeterminadas cantidades en seres vivos lleva a disfuncioneslleva a disfunciones en elen el funcionamiento de sus organismos.funcionamiento de sus organismos. Resultan altamente tResultan altamente tóóxicos y presentan laxicos y presentan la propiedad de acumularse en lospropiedad de acumularse en los organismos vivos.organismos vivos. CdCd, Hg,, Hg, PbPb, Sb,, Sb, BiBi, Sn, Tl, etc..., Sn, Tl, etc...
  • 17. Respuesta de las plantas al estrés por deficiencia o toxicidad de Metales Pesados. a) elementos traza esenciales, b) elementos traza no esenciales Kabata-Pendias, 2000
  • 18. cinccinc hierrohierro cobrecobre cromocromo yodoyodo cobaltocobalto Elementos Traza Esenciales Actualmente la OrganizaciActualmente la Organizacióón Mundial de la Saludn Mundial de la Salud considera los siguientes elementos comoconsidera los siguientes elementos como esenciales para la salud humana:esenciales para la salud humana: molibdenomolibdeno selenioselenio siliciosilicio manganesomanganeso nnííquelquel BoroBoro vanadiovanadio
  • 19. Funciones B, Cu, Zn, Fe,B, Cu, Zn, Fe, MnMn,, MoMo, Cl esenciales, Cl esenciales para la nutricipara la nutricióón de plantas.n de plantas. B, Cu, Zn, Fe,B, Cu, Zn, Fe, MnMn,, MoMo, Co, As,, Co, As, CrCr, F,, F, Ni, Se, Sn y V esenciales en laNi, Se, Sn y V esenciales en la nutricinutricióón animal.n animal.
  • 20. HierroHierro (Fe(Fe2+2+)) ManganesoManganeso (Mn(Mn2+2+)) CobreCobre (Cu(Cu2+2+)) Zinc (ZnZinc (Zn2+2+)) BoroBoro (H(H33BOBO33)) MolibdenoMolibdeno (MoO(MoO44 --)) CloroCloro ((ClCl--)) Nutrientes funcionales: no intervienen en reacciones bioquímicas reconocidas Cd, Pb, Si, V Nutrientes esenciales para ciertos vegetales: Na, Ni, Si Nutrientes esenciales para animales: Co, I, Se Elementos tóxicos: As, Cd, Cu, Pb, Zn Escenciales para todos los vegetales adaptado de Torri et al, 2014
  • 21. HierroHierro (Fe(Fe2+2+)) ManganesoManganeso (Mn(Mn2+2+)) CobreCobre (Cu(Cu2+2+)) Zinc (ZnZinc (Zn2+2+)) BoroBoro (H(H33BOBO33)) MolibdenoMolibdeno (MoO(MoO44 --)) CloroCloro ((ClCl--)) Síntesis de clorofila y de proteínas Factor coenzimático Traslocación de carbohidratos Germinación del polen Constituyente de la nitrato reductasa Cofactor de enzimas Regulación osmótica Previene enfermedades radicales adaptado de Torri et al, 2014
  • 22. Requerimientos y extracción en grano de nutrientes para producir una tonelada de grano de maíz. Fernando O. García - INPOFOS/PPI/PPIC
  • 23. Valores máximos de concentración de metales en suelos (mg/kg) admitidos por ley 24051 de Residuos Peligrosos en Argentina Valores en suelos
  • 24. Existen diferencias en elExisten diferencias en el comportamiento de los diferentescomportamiento de los diferentes elementos traza en el suelo y su rolelementos traza en el suelo y su rol en las plantas y animales.en las plantas y animales. Cadmio y el cincCadmio y el cinc sonson relativamente mrelativamente móóvilesviles Plomo y el cobrePlomo y el cobre presentan mayorpresentan mayor inmovilidad en suelosinmovilidad en suelos ((NissenNissen,, LeppLepp 1997; Watson1997; Watson et alet al. 1999). 1999)
  • 25. Diversos estudios han mostrado unDiversos estudios han mostrado un alto grado dealto grado de retenciretencióónn yy bajabaja solubilidadsolubilidad de los metales en elde los metales en el suelo, afectada por parsuelo, afectada por paráámetros delmetros del suelo tales como:suelo tales como: pH,pH, concentraciconcentracióón del metal,n del metal, capacidad de intercambio anicapacidad de intercambio anióóniconico contenido de materia orgcontenido de materia orgáánicanica mineralogmineralogíía del sueloa del suelo (Mart(Martíínez,nez, MottoMotto 2000;2000; KookanaKookana,, NaiduNaidu 2001; Zhu2001; Zhu 2000).2000).
  • 26. Elementos traza en solución del suelo Lixiviación Reacciones redox Salidas Absorción vegetal y remoción del cultivo Reducción Oxidación Formas Orgánicas Ciclado interno Inmovilización Mineralización Volatilización Hg, As, Se Metilación ingresos Minerales Primarios Minerales Secundarios Absorción – Intercambio Catiónico Precipitación Residuos vegetales Disolución Disolución Desorción Sorción Superficie del agua Erosión, escurrimiento Fertilizantes y Pesticidas Derrames accidentales Sub-productos agrícolas, municipales e industriales Sedimentos contaminados y residuos de minas Lluvia Residuos animales Ciclo de los metales pesados en el suelo
  • 27. adaptado de Torri et al, 2014 FERTILIZANTES MATERIA ORGÁNICA MICRO ORGANISMOS QUELATOS ARCILLAS SILICATADAS SOLUCIÓN DEL SUELO (1) PRECIPITADOS MINERALES PRIMARIOS MINERALES SECUNDARIOS Lavado Aguas de drenaje, ríos 1) óxidos, sulfatos, fosfatos, carbonatos, etc. Ciclo de los metales pesados en el suelo
  • 28. El escurrimiento y lixiviaciEl escurrimiento y lixiviacióón desden desde sitios contaminados conlleva a unsitios contaminados conlleva a un incremento en la concentraciincremento en la concentracióón den de metales en las aguas superficiales ymetales en las aguas superficiales y subterrsubterrááneas.neas. Por otra parte, altas concentraciones dePor otra parte, altas concentraciones de elementos traza en suelos puedeelementos traza en suelos puede conducir a suelos improductivos por problemas de fitotoxicidad
  • 29. Forma en la que se encuentre el metal retenido enForma en la que se encuentre el metal retenido en el suelo y disponibilidad relativa por las plantas yel suelo y disponibilidad relativa por las plantas y por tanto la incorporacipor tanto la incorporacióón en los organismosn en los organismos
  • 30. Porcentaje aproximado de los mecanismos dePorcentaje aproximado de los mecanismos de absorciabsorcióón radicaln radical Micronutriente Intercepción radical Flujo masal Difusión B 0.1 99.9 - Cu 70 20 10 Fe 50 10 40 Mn 15 5 80 Zn 20 20 60 adaptado de Torri et al, 2012
  • 31. La biodisponibilidad de metales en los suelos se encuentra regulada por: pH del suelopH del suelo Procesos deProcesos de óóxidoxido –– reduccireduccióónn Actividad radicalActividad radical Contenido de materia orgContenido de materia orgáánicanica Procesos de intercambio catiProcesos de intercambio catióóniconico Factores climFactores climááticos y de manejoticos y de manejo
  • 32. Efecto del pH sobre la disponibilidad de losEfecto del pH sobre la disponibilidad de los micronutrientesmicronutrientes Mo B Cu, Zn Fe, Mn Cl adaptado de Torri et al, 2012
  • 33. Efecto del pH en el contenido de micronutrientesEfecto del pH en el contenido de micronutrientes (mg kg(mg kg--11 MS) en granos de avena (MS) en granos de avena (Avena SativaAvena Sativa)) BerrowBerrow,, BurridgeBurridge 19911991 pH Mn Zn Mo 4.5 109 55 0.21 5.0 86 52 0.35 5.5 57 48 0.41 6.0 24 36 0.66 6.5 11 31 0.68
  • 34. Efecto del potencial deEfecto del potencial de óóxidoxido--reduccireduccióónn sobre lasobre la disponibilidad de los micronutrientesdisponibilidad de los micronutrientes Zn, Cu Fe Mn FeII soluble adaptado de Torri et al, 2012
  • 35. Efecto de la actividad radicalEfecto de la actividad radical sobre lasobre la disponibilidad de los micronutrientesdisponibilidad de los micronutrientes adaptado de Torri et al, 2012
  • 36. Contenido de materia orgánica La estabilidad de los complejos presenta la siguiente tendencia Cu > Fe > Mn = Co > ZnCu > Fe > Mn = Co > Zn Adsorcion: La materia orgánica puede adsorber tan fuertemente a algunos metales, como es el Cu, que pueden quedar no disponible para las plantas. Formacion de quelatos solubles, pudiendo migran con mayor facilidad a lo largo del perfil. La complejación gobierna la solubilidad y la bioasimilidad de metales pesados. La toxicidad de los metales pesados se potencia en gran medida por su fuerte tendencia a formar complejos organometálicos, lo que facilita su solubilidad, disponibilidad y dispersión.
  • 37. Contenido y mineralogía de arcillas La capacidad de cambio de cationes esLa capacidad de cambio de cationes es mmíínima para los minerales del grupo denima para los minerales del grupo de la caolinita, baja para las micas, altala caolinita, baja para las micas, alta para las esmectitas y mpara las esmectitas y mááxima para lasxima para las vermiculitasvermiculitas..
  • 38. Bajas temperaturas restringen elBajas temperaturas restringen el crecimentocrecimento radical, afectando de maneraradical, afectando de manera indirecta la tasa de absorciindirecta la tasa de absorcióón.n. Las interacciones entre macro yLas interacciones entre macro y micronutrientes (efecto antagmicronutrientes (efecto antagóónico)nico) originadas pororiginadas por sobrefertilizacionsobrefertilizacion, puede ser, puede ser causa de deficiencias.causa de deficiencias. Factores climáticos y de manejo adaptado de Torri et al, 2012
  • 39. Métodos de diagnóstico analisis de suelos analisis foliar
  • 40. TOXICIDAD DE LOS METALES PESADOS El grado de toxicidad de los metalesEl grado de toxicidad de los metales pesados en el suelo no solo depende delpesados en el suelo no solo depende del tipo de elemento de que se trate y de latipo de elemento de que se trate y de la concentraciconcentracióón en que se encuentre, si non en que se encuentre, si no que tiene una especial incidencia la formaque tiene una especial incidencia la forma ququíímica o fmica o fíísica en que se presente, yasica en que se presente, ya que regula su disponibilidad y por tanto elque regula su disponibilidad y por tanto el efecto contaminante producido.efecto contaminante producido.
  • 41. AnAnáálisis de sueloslisis de suelos extracciextraccióónn dede formasformas disponiblesdisponibles extracciextraccióónn secuencialsecuencial extracciextraccióónn totaltotal Contenido total y disponible de micronutrientes en ArgiudolesContenido total y disponible de micronutrientes en Argiudoles TTíípicos del N de la provincia de Buenos Airespicos del N de la provincia de Buenos Aires elemento total Disponible (mg kg-1 ) EDTA DTPA suelo Valor crítico suelo Valor crítico Zn 59 2.1-13.2 0.7-1.4 Cu 16.4 2.2-3.4 0.75 0.81-1.85 0.4 Fe 20900 70.12 Mn 584.33 10-30 5-10 9-10 0.21
  • 42. BiodisponibilidadBiodisponibilidad Indicador clave de riesgos potenciales que posee el contaminante, tanto ambientalmente como para la salud humana
  • 43. Determinación del contenido total La contaminación de suelos con metales generalmente se determina en base a las concentraciones totales Reactivos Autores Elemento HCl-HNO3 Mc Grath y Cunliffe (1985); Merry y col.(1983); Baghdady y Sippola (1983 y 1984 a yb) HCl-HNO3 Mahan y col. (1987); Fernando y col. (1986); Lamothe y col. (1986) Fe, Cu, Mn, Zn, Ni, Cr, Hg, Co, As, general Cr; general; Elementos volátiles HNO3 Chang y col. (1984); May y Stoeppler (1984); Hawke y Lloyd (1988) Ni, Cr; As, Hg; Cd, Pb, Cr, Cu, Zn, Ni HNO3, HF Brown y col. (1984 a); Schramel y col. (1987) Ni, Cr, Co, Hg HNO3- HClO4 May y Stoeppler (1984); Cala Rivero y col. (1985) Sanzolone y col. (1979) Hg, As HNO3- H2SO4 Van der Veen y col. (1985) As HclO4- HF Tessier y col. (1979); Bruemmer (1986); Carrasco y Prendez (1984) Pinta (1971); Bendicho y Loos-Vollebregt (1990) General Ni, Cr, Co General H2O2 - HNO3- HCl Davies (1984) General H2O2 - HF Brueckner y col. (1987) General H3BO3 – HF Bernas (1968) General HCL Barros (1989) As, Sb, Bi, Cd, Co, Ag
  • 44. Aunque es útil indicar el nivel general de la contaminación del suelo, las concentraciones totales del metal no explican su biodisponibilidad y por lo tanto la toxicidad real de los mismos, siendo las características del suelo los factores más importantes que influencian su biodisponibilidad La extracción de metales con DTPA (dietilen triamina pentacetato) proporciona una evaluación química de la cantidad de metales que estan disponibles para ser absorbidos por los vegetales
  • 46. CuCuáál es la razl es la razóón de esta diversidadn de esta diversidad de mde méétodos?todos? El objetivo es obtener un extractante universal que permita determinar la biodisponiblilidad de un gran número de metales, que los resultados estén correlacionados con los niveles detectados en planta, y por lo tanto que los resultados obtenidos de diferentes estudios puedan compararse. •Complejidad de mecanismos de reacción del MP •Relacionado con la absorción por las plantas
  • 48. Procedimientos de extracción secuencial La extracción secuencial consiste en tratar sucesivamente el suelo con reactivos de agresividad creciente, que permitan liberar de manera gradual los metales pesados en función de su capacidad de movilización. El empleo de extracción simple, no resulta suficiente cuando se pretende conocer el contenido de metal presente en cada una de las fases del suelo, conocimiento que permite prever la movilidad de los metales pesados por cambios en las condiciones de suelo a lo largo del tiempo. Torri et al, 2012
  • 49. ExtracciExtraccióónn secuencial,g secuencial, sesegúún metodologn metodologííaa propropuesta porpuesta por McGrathMcGrasth yy OegarraCeggarra )(1992(1992) FracicFraccióón n solulb soluble e ie e inntteercarcambialbmbiable:e: FracicFraccióó an unida a mn unida a materia ogrteria orgáánica: FracicFraccióón unida a n unida precipitados g a inorprecipitados inorgáánicos: FracciFraccióón remanente l
  • 50. Otras técnicas para la extracción secuencial: intercambiableintercambiable unida a materia orgunida a materia orgáánicanica unida a carbonatosunida a carbonatos unida aunida a óóxidos de hierro y manganesoxidos de hierro y manganeso remanenteremanente
  • 51. Fraccionamiento del Zn en tres suelos representativos de la region pampeana. Suelos no contaminados y suelos con agregado de biosólidos. Torri, Lavado 2008
  • 52. Los metales están considerando entre los agentes contaminantes más peligrosos del medio ambiente No se degradan por procesos físicos y por lo tanto permanecen en el medio por gran tiempo. Afectan ciclos biogeoquímicos y se acumulan en los organismos vivos, pudiendo ingresar a la cadena trofica la movilidad de ciertos metales como Pb, Zn y Cd depende fuertemente de sus formas químicas más bien que de la concentración total del elemento (Torri Lavado 2008, 2009, y otros). Los especiación del metal puede ayudar a determinar cuan fuertemente se encuentra retenido o su facilidad para liberarse a la solución del suelo.
  • 53. Nivel óptimo de nutrientesSintomas de deficiencia Condiciones no sintomáticas A B C D E F Disponibilidad de micronutrientes rendimiento 100% Rango de deficiencia Rango de maximo rendimiento Rango de toxicidad Valor Critico Deficiencia aguda Deficiencia latente (leve) Nivel Optimo Nivel de lujo Toxicidad leve Toxicidad aguda Rangos de suficienciaRangos de suficiencia Torri 2005
  • 54. ConcentraciConcentracióón den de CdCd y rendimiento dely rendimiento del arroz segarroz segúún la concentracin la concentracióón inicialn inicial dede dede CdCd en suelo.en suelo.
  • 55. SSííntomas visualesntomas visuales DesventajasDesventajas ssííntomasntomas dede diferentesdiferentes deficienciasdeficiencias sonson semejantessemejantes superposicisuperposicióónn dede seseññalesales son solo orientativos de la existencia de algún problema de deficiencia o fitotoxicidad, bajo ningún concepto reemplazan el análisis foliar. VentajasVentajas orientativos en el diagnorientativos en el diagnóósticostico distintas especies presentan los mismos sdistintas especies presentan los mismos sííntomasntomas
  • 56. AnAnáálisis foliarlisis foliar prevee la detecciprevee la deteccióón de condiciones no sintomn de condiciones no sintomááticas en laticas en la plantaplanta confirma la naturaleza de sconfirma la naturaleza de sííntomas visiblesntomas visibles permite una mayor precisipermite una mayor precisióón en el programa den en el programa de
  • 57. DDóóndende sese manifiestanmanifiestan loslos ssííntomasntomas ?? Los sLos sííntomas se pntomas se pn resentaresentan en len lasas hojas más jóvenes
  • 58. deficiencia de Zn, Mn Fedeficiencia de Zn, Mn Fe BB Cultivo de Kiwi: Síntomas visuales de toxicidad de Zntoxicidad de Zn
  • 59. deficiencia de Zn en madeficiencia de Zn en maíízz deficiencia de B en manzanodeficiencia de B en manzano deficiencia de B en girasoldeficiencia de B en girasol
  • 61. Los metales pesados han sido objeto de atención por sus características contaminantes peculiares (Fachinelli y col. 2001) Con frecuencia se encuentran como cationes que interactúan fuertemente con la matriz del suelo, lo que en ocasiones se traduce en que incluso a altas concentraciones pueden encontrarse en forma química no dañina o inerte. Sin embargo estos metales pueden movilizarse y cambiar de forma química debido a cambios en las condiciones medioambientales, cambios en el uso del suelo o por saturación de la capacidad de tamponamiento del suelo. Por esta razón se les ha catalogado como bomba química del tiempo.
  • 62. Comparación de la concentración de metales en suelos urbanos respecto de suelos superficiales y subsuperficiales alrededor de una fábrica de cemento Al-Khashman & Shawabkeh, 2006 Suelos de referencia Suelos cercanos a fábrica
  • 63. Kumar et al, 2008Kumar et al, 2008 Treatment no. Treatment details T1 Garden soil + heavy metal T2 Garden soil + heavy metal + biosludgea T3 Garden soil + heavy metal + dairy sludge a T4 Garden soil + heavy metal + biofertilizer T5 Garden soil + heavy metal + biosludgea + biofertilizer T6 Garden soil + heavy metal + dairy sludge a + biofertilizer Efecto de la concentración de metales sobre el crecimiento vegetal
  • 64. Los contaminantes pueden entrar en los agrosistemas como consecuencia de la actividad humana, siguiendo distintos caminos: 1- No intencionalmente (minería, incendios, etc.) 2- Por disposición de residuos (efluentes, residuos industriales y urbanos). 3 – Deliberadamente (control de plagas).
  • 65. Destino de los contaminantes
  • 66. Comparison of environmental compartments. + slight, ++ moderate or +++ considerable degree Destino de los contaminantes en los distintos compartimentos Estrechamente vinculados Depende de las posibilidades de movimiento del contaminantes en los distintos compartimentos y del grado de degradación de los mismos
  • 67. En un balance realizado aEn un balance realizado a finales de la dfinales de la déécada decada de los alos añños 80, se estimos 80, se estimóó que la cantidad anual deque la cantidad anual de vertidos de metales envertidos de metales en suelossuelos ascendascendíía a unos 5a a unos 5 mil billones de Kg. Elmil billones de Kg. El 74% de esta cantidad74% de esta cantidad corresponde a las cenizascorresponde a las cenizas procedentes de laprocedentes de la combusticombustióón den de carburantes,carburantes, principalmente carbprincipalmente carbóón.n. 2Fertilizantes 3Residuos materia orgánica 6Residuos metalurgia 6Turba 9Desechos urbanos 74Cenizas de combustión Contribución (%) Fuente
  • 68. No todos llegan a los suelos proporcionalmente a la cantidad utilizada. Una vez vertidos en el suelo, la concentración de los cationes metálicos en la disolución del suelo disminuye con el tiempo, puesto que pasan a ser adsorbidos en las posiciones de adsorción. Cambios en la producción primaria de algunos metales (en 1000Tm/año) (Alloway, 1990). Producciones Emisiones en suelos Metal 1930 1950 1980 1985 1980/90 Al 120 1.500 15.395 13.690 -- Cd 1 6 15 19 22 Cr 560 2.270 11.245 9.940 896 Cu 1.611 2.650 7.660 8.114 954 Fe 80.180 189.000 714.490 715.440 -- Pb 1.696 1.670 3.096 3.077 796 Mn 3.491 5.800 26.720 -- 1.670 Hg 4 5 7 7 8 Ni 22 144 759 778 325 Sn 179 172 251 194 -- V -- 1,8 35 134 132 Zn 1.394 1.970 5.229 6.024 1.372
  • 69. Tránsito vehicular A > distancia del foco de contaminación menor concentración de ET producidos por la polución ambiental
  • 70. Ejemplo de emisiones de EPT de origen antrópico Emisión global de Cd: 30.000 tn año-1 Cd en suelos no contaminados: 0.1- 0.5 mg kg-1 Cd en suelos contaminados: hasta 150 mg kg-1
  • 71. Transporte de MP como porcentaje desde una fundición
  • 72. SSííntesisntesis Los metales pesados pueden ser absorbidos por las plantaLos metales pesados pueden ser absorbidos por las plantas dependiendos dependiendo de su disponibilidad en el suelo y de los mecanismos de selectide su disponibilidad en el suelo y de los mecanismos de selectividad propiosvidad propios de cada especie, variedad o genotipo.de cada especie, variedad o genotipo. Algunos metales pesados (Algunos metales pesados (MnMn, Ni, Cu, Zn,, Ni, Cu, Zn, MoMo ) constituyen elementos) constituyen elementos esenciales en el metabolismo de las plantas, otros en cambio sonesenciales en el metabolismo de las plantas, otros en cambio son fitotfitotóóxicosxicos (As,(As, CdCd, Hg y, Hg y PbPb )) Los metales pesados se pueden acumular en distintosLos metales pesados se pueden acumular en distintos óórganos segrganos segúún sun su movilidad en la planta. Este proceso es altamente especmovilidad en la planta. Este proceso es altamente especíífico para la interaccifico para la interaccióónn metalmetal--planta.planta. El grupo de metales pesados de mayor riesgo lo constituyen aquelEl grupo de metales pesados de mayor riesgo lo constituyen aquelloslos elementos (elementos (CdCd, Co, y Se) cuya concentraci, Co, y Se) cuya concentracióón en la planta no es tn en la planta no es tóóxica paraxica para ellas, pero sellas, pero síí para el hombre y los animales.para el hombre y los animales. Es necesario regular en los cultivos el contenido de metales pesEs necesario regular en los cultivos el contenido de metales pesadosados potencialmente tpotencialmente tóóxicos para la salud humana y/o animal.xicos para la salud humana y/o animal.
  • 73. REMEDIACIREMEDIACIÓÓNN RemociRemocióón de contaminantes del medion de contaminantes del medio ambienteambiente -- suelo, aguas subterrsuelo, aguas subterrááneas,neas, sedimento o aguas superficialessedimento o aguas superficiales-- para lapara la protecciproteccióón general de la salud humanan general de la salud humana y del ambiente, o de tierras provistasy del ambiente, o de tierras provistas para el desarrollo de la agricultura opara el desarrollo de la agricultura o esparcimiento.esparcimiento.
  • 75. REMEDIACON NATURALREMEDIACON NATURAL ASISTIDAASISTIDA Contenido de materia orgContenido de materia orgáánica del suelonica del suelo es el componente mas importante paraes el componente mas importante para lala retenciretencióónn de iones metde iones metáálicos traza,licos traza, afectando por lo tanto su absorciafectando por lo tanto su absorcióón porn por la planta y su posterior transferencia ala planta y su posterior transferencia a humanos y animales.humanos y animales. Precisamente, como una alternativa dePrecisamente, como una alternativa de disposicidisposicióón de los residuos o tambin de los residuos o tambiéénn con la intencicon la intencióón de remediar sitiosn de remediar sitios contaminados o incrementar la fertilidadcontaminados o incrementar la fertilidad de los suelos, diversos materialesde los suelos, diversos materiales orgorgáánicos han sido aplicados a ellos ennicos han sido aplicados a ellos en forma de compost o residuos.forma de compost o residuos.
  • 76. Diversas investigaciones aportan queDiversas investigaciones aportan que incorporaciones de materiales orgincorporaciones de materiales orgáánicosnicos compostadoscompostados puede actuarpuede actuar movilizandomovilizando aa los elementos traza, siendo un factorlos elementos traza, siendo un factor promotor de lapromotor de la absorciabsorcióón de metales porn de metales por las plantaslas plantas yy contaminacicontaminacióón de las capasn de las capas de agua subterrde agua subterrááneasneas Este efecto puede deberse al incrementoEste efecto puede deberse al incremento dede ligandosligandos orgorgáánicos solubles en elnicos solubles en el suelo a travsuelo a travéés de la aplicacis de la aplicacióón den de compostcompost ((KaschlKaschl et alet al. 2001. 2001))
  • 77. Efecto de diferentes enmiendas sobre las limitaciones de lixiviación
  • 78. ConcentracionConcentracion de Cd en lixiviados de suelosde Cd en lixiviados de suelos enmendados con diferentes niveles deenmendados con diferentes niveles de enmiendasenmiendas.. A mayores concentraciones de compost < cc en lixiviados. La aplicación de B y Z tuvo mayor repercusión cuando se adicionó a compost de biosólidos René van Herwijnen, 2007 GWC: compost de residuos verdes SC: compost de aguas residuales B= bentonita, Z= Zeolita
  • 79. Cd yi Zna iCdyntercambZni l abntercambei duranteableliaiidurantecncubancubalcióón con ngtrciZnaiCdtercambZnilabntercambeionis diferentesd ferentesenmiiZn 0 1 2 3 4 5 6 0 14 28 42 ug g-1 0 10 20 30 40 50 60 0 14 28 42 tiempo de incubación ug g-1 S Suelo + Ca kk 3 + Ca Suelo + Ca kk 2
  • 80. Conjunto de mConjunto de méétodos para degradar,todos para degradar, asimilar, metabolizar o detoxificar metalesasimilar, metabolizar o detoxificar metales pesados, por medio de la utilizacipesados, por medio de la utilizacióón den de plantas que tengan la capacidadplantas que tengan la capacidad fisiolfisiolóógica y bioqugica y bioquíímica para absorber,mica para absorber, retener degradar o transformar dichasretener degradar o transformar dichas sustancias a formas menos tsustancias a formas menos tóóxicasxicas.. FITORREMEDIACIÓN
  • 81. Mecanismos de la fitoremediaciMecanismos de la fitoremediacióónn FitoestabilizaciFitoestabilizacióónn FitoacumulaciFitoacumulacióónn FitovolatilizaciFitovolatilizacióónn
  • 82. Mecanismos de fitoremediaciMecanismos de fitoremediacióónn mediante la absorcimediante la absorcióón de metalesn de metales
  • 83. FitoestabilizaciFitoestabilizacióónn las raíces de las plantas concentran elementos traza LoliumLolium perenne Lperenne L
  • 84. EspeciesEspecies dede plantasplantas establecidasestablecidas enen laslas pruebaspruebas de campo conde campo con FitoestabilizaciFitoestabilizacióónn dede suelossuelos contaminadoscontaminados concon metalesmetales ((MenchMench,, 2003)2003) EspeciesEspecies de Plantasde Plantas SitiosSitios AgrostisAgrostis castellanacastellana,, AgrostisAgrostis delicatuladelicatula Jales, PortugalJales, Portugal HolcusHolcus lanatuslanatus,, CytisusCytisus striatusstriatus,, LotusLotus corniculatuscorniculatus,, PoaPoa compressacompressa,, Copper Cliff,Copper Cliff, AgrostisAgrostis giganteagigantea CanadaCanada PoaPoa pratensispratensis,, PhleumPhleum pratensepratense,, FestucaFestuca arundinaceaarundinacea,, FestucaFestuca rubrarubra MaatheideMaatheide-- AgrostisAgrostis capillariscapillaris, F., F. rubrarubra LommelLommel, Belgium, Belgium
  • 85. FitoacumulaciFitoacumulacióónn Las plantas tolerantes, absorben yLas plantas tolerantes, absorben y translocantranslocan metales a parte ametales a parte aéérea.rea. Se usan para reducir la movilidadSe usan para reducir la movilidad de los mismos y evitar el pasaje ade los mismos y evitar el pasaje a napas subterrnapas subterrááneas o al aire.neas o al aire.
  • 86. FitovolatilizaciFitovolatilizacióónn:: LLas plantas absorbenas plantas absorben loslos metalesmetales pesados y los liberan a la atmpesados y los liberan a la atmóósfera consfera con la transpiracila transpiracióónn ContaminaContaminantesntes comocomo elel Mercurio,Mercurio, selenioselenio
  • 87. Efecto de la Fitoestabilización y Fitoacumulación Parte vegetal aérea= fitoacumula Raíz= fitoestabiliza
  • 88. Ensayo con discaria americana
  • 89. 2º Time - Total Ca A Zt Y Column ug g-1 Control Plant C C Zubillag a et al., 2006 Pl-Din A Zt Y Control Cot Pta Co ta a b b b b a a a a a c ab EFECTO DE LA FITORREMEDIACION Y LA APLICACIÓN DE ENMIENDAS ORGÁNICA EN LA MOVILIDAD DE CADMIO Y PLOMO EN EL PERFIL DE UN SUELO CONTAMINADO suelo
  • 90. Para los cuatro metalesPara los cuatro metales analizados y todos losanalizados y todos los tratamientos, el mismo patrtratamientos, el mismo patróón den de lixiviacilixiviacióón, con mayor masa den, con mayor masa de metales pmetales peesados en el horizontesados en el horizonte A.A. El horizonteEl horizonte BtBt, con 62.9%, con 62.9% arcilla, presenta una barrera alarcilla, presenta una barrera al pasaje de metales. Los mineralespasaje de metales. Los minerales dde arcilla juegan un rol en lae arcilla juegan un rol en la inmovilizaciinmovilizacióón de metalesn de metales pespesadosados a ta trraavvééss del efecto dedel efecto de complejacicomplejacióónn superficial dsuperficial debido aebido a su alta superficie espsu alta superficie espececííficafica El contenido de HM del horizonteEl contenido de HM del horizonte contaminado del scontaminado del suelo superuelo superóó loslos llíímites establecidos pormites establecidos por regulaciones internregulaciones internacacionionaales. Noles. No obstante, las concentraciones dobstante, las concentraciones dee dichos metales en los lixiviadosdichos metales en los lixiviados dde los distintos horizonte los distintos horizonteses mostraron que rara vez superanmostraron que rara vez superan los llos líímmiites establecidos en aguastes establecidos en aguas ppara distintoara distintos usos.s usos. 0 0 cm Control Plant Plant 1 C Cc +Plant
  • 91. La disminucion en el tiempo es debido a restricciones de uso de diversos insumos, a pesar de ello la acumulacion de HM en suelos superficiales continúa. La lixiviacion presentada esta fuertemente relacionada con el escurrimiento subsuperficial afectado especialmente por la aplicación de estiércol, efecto redox y la retención y liberación de metales desde sedimentos SchipperSchipper etet al.,2008al.,2008 Acumulacion de MP en suelos agricolas y riesgo de incrementar la lixiviacion
  • 92. Plantas utilizadas con fines de remediación
  • 93. HiperacumuladorasHiperacumuladoras :: ThlaspiThlaspi caerulescenscaerulescens (1865)(1865) MMáás de 400s de 400 especiesespecies deldel generogenero ThlaspiThlaspi NaturalmenteNaturalmente endendéémicasmicas de losde los sitiossitios metalmetalííferosferos :: AcumulanAcumulan loslos metalesmetales en sus partesen sus partes aaééreasreas > 1% de> 1% de metalmetal en laen la materiamateria secaseca Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, As, SeCd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, As, Se……
  • 95. >0.01 2 >0.1 26 >0.1 24 >0.1 >300 >0.1 5 >1 8 >1 18 Cobre Níquel Manganeso Zinc Metal Concentración en las hojas (%MS) Número de especies 1 12 11 35 3 5 5 Número de Familias Plomo Cadmio Cobalto NNúúmeromero de plantasde plantas hiperacumuladorashiperacumuladoras identificadasidentificadas ((FuenteFuente: Baker, 1995): Baker, 1995)
  • 96. pool no fitodisponible pools disponibles FitoextracciFitoextraccióón =n = reduccireduccióónn deldel riesgoriesgo Hiperacumulador No acumulador cantidad removida por fitoextracción ?
  • 97. VentajasVentajas TecnologTecnologííaa in situin situ,, SoluciSolucióón den de tratamientotratamiento definitivodefinitivo ((fitoextraccifitoextraccióón)n) MantieneMantiene yy aumentaaumenta lala fertilidadfertilidad de losde los suelossuelos MMéétodotodo extensivoextensivo (grandes(grandes surperficiessurperficies)) PosiblePosible reciclajereciclaje de losde los metalesmetales AceptadaAceptada socialmentesocialmente BajosBajos costoscostos
  • 98. Consideraciones finalesConsideraciones finales La aplicaciLa aplicacióón conjunta de Tn conjunta de Téécnicas decnicas de remediaciremediacióón pueden tener un efecton pueden tener un efecto sinsinéérgico en la remediacirgico en la remediacióón de suelos.n de suelos. AsAsíí el incremento de la biodisponibilidadel incremento de la biodisponibilidad de metales acelera los tiempos y lade metales acelera los tiempos y la eficiencia de laeficiencia de la fitoremediacionfitoremediacion
  • 99. Los metales pesados incorporadosLos metales pesados incorporados al suelo pueden seguir cuatroal suelo pueden seguir cuatro diferentesdiferentes Pueden quedar retenidos en el suelo, ya seaPueden quedar retenidos en el suelo, ya sea disueltos en la solucidisueltos en la solucióón del suelo o bien fijadosn del suelo o bien fijados por procesos de adsorcipor procesos de adsorcióón,n, complejacicomplejacióónn yy precipitaciprecipitacióón.n. Pueden ser absorbidos por las plantas yPueden ser absorbidos por las plantas y asasíí incorporarse a las cadenas trincorporarse a las cadenas tróóficasficas Pueden pasar a la atmPueden pasar a la atmóósfera por volatilizacisfera por volatilizacióón.n. Pueden movilizarse a las aguas superficiales oPueden movilizarse a las aguas superficiales o subterrsubterrááneas.neas.