Contaminación de suelos

1. CONTAMINACIÓN
DE SUELOS
ING. OLIVA ATIAGA Ph.D.

2. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN
ppm =
!"
#"
MATRICES SÓLIDAS:
MATRICES LÍQUIDAS: ppm =
!"
$
1kg = 1L
MATRICES GASEOSAS: ppm =
%!!
!!

3. EL SUELO
• Parte superficial de la corteza terrestre
en donde se llevan a cabo los ciclos
biogeoquímicos y la mayor parte de las
actividades del hombre y de los
organismos .
• Se forman a partir de la roca o
material geológico (sedimentos) eso
significa que suelo es roca en estado
avanzado de alteración.
• Es un sistema que interactúa de modo
esencial con otros sistemas como
atmósfera litósfera, hidrósfera y
biosfera.
“Dime que roca tienes y te diré que suelo tendrás”

4. FUNCIONES
DEL SUELO
• FUENTE DE ALIMENTO
• FUENTE DE MATERIAS PRIMAS
• CICLOS DE LA MATERIA
• BIODIVERSIDAD
• FILTRO DE DISOLUCIONES (Contaminantes)
• ASENTAMIENTOS : sellado del suelo
• SUMIDERO DE CARBONO

5. COMPONENTES
DEL SUELO
• Está compuesto por partículas
minerales, materia orgánica, agua aire
y organismos vivos.

6. INORGÁNICOS:
• GRAVAS > 2mm
• ARENA GRUESA : 2– 0.2 mm
• ARENA FINA: 0.2 – 0.05 mm
• LIMO GRUESO: 0.05 – 0.02 mm
• LIMO FINO: 0.02 – 0.002
• ARCILLA < 0.002 mm

7. ORGÁNICOS:
• Son orgánicos las turbas y la hojarasca que se depositan
en el suelo más o menos transformadas (en el horizonte
suelo hay mezcla de resto fresco ligeramente
transformado, muy transformado incluso transformado
dentro del aparato digestivo de los microorganismos).
• Los horizontes ricos en materia orgánica están en la
superficie. La materia orgánica se descompone en … Humus.
• El humus es un material con propiedades coloidales, se
asocia a la fracción mineral del suelo (complejos arcilla-
Humus) contribuyendo a formar agregados.
• El humus tiende a dar agregados microscópicos ,
estructura MIGAJOSA.
•

8. HUMUS
El HUMUS puede ser de dos tipos:
• HEREDADO :
La humina heredada abunda en medios con poca actividad biológica, muy ácidos. Resinas, ceras y grasas
son fracción heredada.
• NEO FORMACIÓN:
• Se forma en el suelo por floculación desde la disolución por tanto forma el humus coloidal . La
disolución (la hojarasca y los compuestos orgánicos solubles de diferentes fuentes de descomposición de
proteínas, celulosas, ligninas y otros polisacáridos ) del suelo genera una disolución que se organiza como
gel amorfo y finalmente precipita dando el humus de neoformación, por tanto esta fracción nueva coloidal
le da el color obscuro al suelo, tiñe las arcillas, las enmascara y forma complejos con arcilla humus-arcilla.
• La descomposición en el tracto digestivo de los microorganismos es también neoformación. La fauna
en el suelo sobre todo la meso fauna del suelo comienza la digestión y la masticación, sus restos son
aprovechados por microfauna y microflora que continúan proceso de descomposición, la microfauna
también puede atacar lo restos frescos sobre todos los ricos en N proteínicos. Todos los procesos de
descomposición generan la disolución y algunos de estos compuestos en la disolución son aprovechados
por los microorganismos directamente de manera de que cuando se mueren se incorporan a la biomasa
microbiana prácticamente de tipo gel, es decir , humificación se genera humus, también por tanto los
microorganismos también tienen que ver en la neo formación.

9. La neoformación también puede ser generado por otros componentes, la presencia de cationes floculantes, los
compuestos orgánicos son aniones en la disolución tienen carga negativa, por tanto si hay también Ca2+ , Mg2+ ,
Al3+ o K1+ , estos cationes forman complejos con el anión orgánico, órgano-metal.
Los complejos órgano metal pueden seguir siendo solubles como complejo pero muy pronto se neutraliza la
carga negativa del anión y adquieren carga cero y floculan, por lo tanto la formación del humus (neoformación)
se facilita cuando en una matriz con disolución hay un exceso de cationes suficiente para provocar la formación
de los complejos órgano metal .
MULL Humus fácilmente descomponible , muy evolucionado
MOR Humus poco evolucionado con predominio de restos frescos o poco transformados
(color pardo más claro) con poco gel y mucha fibra,
MODER
…..HUMUS
• Neo formación:

10. DESCRIPCIÓN
DE PERFILES
• LOCALIZACIÓN: Coordenadas y posición
• ALTITUD: Altímetro o mapa de posición
• POSICIÓN FISIOGRÁFICA: Llano predominio de
material, algunas coníferas, etc.
• MATERIAL ORIGINAL: granito
• PENDIENTE: convexa o cóncava
• USO DEL SUELO:
• DRENAJE:
• PEDREGOSIDAD:
• AFLORAMIENTO ROCOSOS:
• HORIZONTES: Espesor, color, textura, estructura

11. DESCRIPCIÓN
DE
HORIZONTES
• ESPESOR: es fundamental
• COLOR:
Guarda una estrecha relación con los componentes sólidos ( metales
de transición, materia orgánica, composición mineralógica, textura)
Una técnica paradeterminar el color es la Clave Munsell.
Se determina en húmedo y en seco.
El HUE (matiz) da una idea del color general del perfil. Los values
(claridad) bajos corresponden a los más obscuros, los más ricos en
humus, en el eje horizontal el chroma (intensidad, pureza).
En seco los colores se aclaran, aumenta el valor del value y
generalmente el chroma).

14. TEXTURA
ARENOSOS
• Los suelos arenosos 100% de arena son sedimentos
marinos o eólicos.
• Arenoso franco típico corresponde con geologías
ricas en cuarzo y feldespato potásico minerales
resistentes (poco alterables)
• Suelos ricos con arena gruesa son bien drenados no
plásticos y no adherentes
ARCILLOSOS
• Un suelo arcilloso tiende hacer impermeable mal
drenado y con estructuras firmes prismáticas,
poliédricas, con grietas y aristas
• Arcilloso dúctil, maleable, no tiene estructura, cae en
agregados, no tiene aire, el suelo no respira si llueve
es un mazacote y se mueve para que se airee, pero se
dañan fácilmente. Plástico o impermeables en
húmedo y adherente.
• Arcilloso sin estructura, dúctil, maleable, mala
percolación y predominio de agua de adsorción.

15. AGUA EN EL
SUELO
• La formación del agregado asegura que dentro de él haya capilares (poros) que
retienen humedad útil para las plantas, de manera q después del riego o la lluvia
retienen humedad durante semanas, los capilares absorben agua que es útil para las
plantas, el poro capilar dentro del agregado ejerce una energía de atracción del agua
suficiente para que no se pierda el agua por drenaje, siendo mayor la energía del capilar
que la gravedad pero es capaz de ser equilibrada por la energía de la planta (raíz) y
puede durar semanas (agua capilar).
• Hay otro tipo de agua, cuando llueve el agua drena por los poros grandes de manera
que se llenan rápidamente por aire, no se retiene por el suelo porque la energía de la
gravedad es mayor que el agua de adsorción ( agua
gravitacional) .
• El agua sobre las arcillas esta retenida con gran energía (agua adsorcional) , no es
agua útil, porque es mayor la energía de adsorción superficial que la que ejerce una raíz,
a veces el suelo tiene aspecto húmedo pero sin embargo no es útil para la planta, los
suelos arcillosos tienen ese problema.

16. ESTRUCTURA
100 % Arcilla Masivo
La estructura es la agregación de partículas de arena, limo
y arcilla, , se basa en que la arcilla más fina se adsorbe muy
bien sobre las partículas de limo y arena y forma agregados .
Cuando las partículas individuales se agrupan forman
agregados
100% arena
Sin estructura: suelto (arenoso)
Si vemos grietas es que hay raíces y la materia
orgánica le da la estructura.
100% Arcilla
Sin estructura: masivo
Agregados en la parte superior, tienen cierta
estructura

17. Prismática:
Los agregados no son grandes bloques, son prismas (Caras y ángulos, una dimension mayor
que las otras) por lo tanto tienen aristas.
Típica de suelos de textura arcillosa.

18. Estructura columnar
Es un prisma sin aristas y lados. Suele derivarse de la prismática, pero fue recibiendo arcilla y agua del
horizonte superior, la arcilla suavisa el aspecto del prisma y se convierte en columna.
Se dan en horizontes subsuperficiales .

19. E. Poliédrica
Poliédrica
No se visualiza claramente una dimensión
mayor que la otra. Caras y ángulos, formando
prismas con dimensiones similares.
Típica de texturas finas.

20. E.
Granular
Estructura granular:
Café, granos de arroz redondeados no
prisma, muy firmes, puede confundirse en
campo y por lo tanto hay que romperlo… no
son partículas, puesto que se rompen, son
agregados, ejemplo lo cementos.
Estructura con láminas:
Agregados de tendencia planar.
El suelo se rompe y se estructura en láminas.
Estructura migajosa:
Microagregados que se organizan en otros
de mayor tamaño. Aspecto de migas de pan.
Es propia de la presencia de materia
orgánica coloidal, el humus tiende la
tendencia a asociarse con las arcillas de
tamaño minúsculo pero que agregadas
forman como una mórula quedando huecos
que le dan el aspecto abizcochado.

21. COMPLEJO DE
ADSORCION E
INTERCAMBIO DE
CATIONES:
Unidades: cmol/kg

22. COMPLEJO DE
ADSORCION E
INTERCAMBIO
DE CATIONES:

23. COMPLEJO DE
ADSORCION E
INTERCAMBIO
DE CATIONES:
Déficit de K

24. COMPLEJO DE ADSORCION E
INTERCAMBIO DE CATIONES:
• Suelos moderadamente jóvenes tienen
el complejo de cambio saturado en
bases.... Suelos envejecidos y ácidos
tienen el complejo de cambio saturado
en Al. Posible TOXICIDAD por Al que
está en disolución en equilibrio con el
complejo de cambio.
• .

25. COMPLEJO DE ADSORCION E INTERCAMBIO DE
CATIONES (COMPLEJO DE CAMBIO)
Superficie externa e interna de Arcilla y Humus. La
energía de retención es baja, produciéndose una
salida a la disolución (equilibrio), pudiendo
intercambiarse los cationes del complejo de cambio
y de la disolución.
Existe equilibrio entre los iones en la disolución y
los que son retenidos en la fase sólida o matriz del
suelo. Este equilibrio depende de: la naturaleza del
ion, la partícula que lo adsorbe y el pH, entre otras.

29. FACTORES DE FORMACIÓN DEL SUELO
Clima- Suelos zonales: (zonas frías, zonas templadas).
Factor dinamizador: Acelera/ralentiza evolución del suelo.
P.e. En clima extremadamente frío- Apenas hay evolución del suelo:
Joven
En climas áridos tampoco (Agua el medio en donde se desarrollan las
reacciones quimicas: Joven
En medios cálidos y húmedos: Suelos muy evolucionados,
desgastados... suelos profundos. Maduro
En medios templado/húmedos: Suelos de evolucion media. Todavia la
roca esta relativamente cerca de la superficie, quedan minerales
alterables...

30. FACTORES DE FORMACIÓN DEL SUELO
MATERIAL ORIGINAL (ROCA):
EL material original bien sea roca o material NO consolidado.
Por ejemplo: rocas ricas en cuarzo suelen generar:
- Suelos delgados (dado su baja alterabilidad, de textura arenosa, estructuras poco firmes sin
ángulos, migajosa o similar, suelos pobres en nutrientes como calcio, magnesio, fósforo, potasio,
suelos ácidos porque no tiene cationes básicos).
- BAJA capacidad de adsorber cationes (capacidad de cambio) porque es arenoso y NO arcilloso
(alta permeabilidad, alto flujo, intenso drenaje) con tendencia a la acidificación ALTA (poco
aporte de cationes básicos y alta permeabilidad).
- La saturación de ese complejo de cambio es BAJA. Saturación en aluminio es ALTA. Tienden a
saturar el complejo de cambio en aluminio (SIEMPRE que la roca rica en cuarzo tenga aluminio
en algún mineral.)
El aluminio es tóxico. Da suelos ácidos con riesgo de toxicidad por aluminio.
En el verano este suelo se seca, presentan déficit de humedad.

31. FACTORES DE FORMACIÓN DEL SUELO
MATERIAL ORIGINAL (ROCA):
Por el contrario, una roca pobre en cuarzo y rica en otros minerales más alterables tiene texturas
más finas, estructuras más firmes, mayor retención de humedad, mayor aporte de nutrientes,
mayor aporte de cationes básicos y teniendo mayor aporte y menor drenaje menor permeabilidad.
Suelo de mayor espesor, tendencia a suelo neutro porque tiene más potencial más aporte de
cationes básicos y además menor lavado.
La capacidad de cambio es mayor, mayor capacidad para retener cationes, con una saturación en
base mayor, SIEMPRE que el suelo sea joven.

32. FACTORES DE FORMACIÓN DEL SUELO
M.Original: El suelo surge de la evolución del material original (litología). De
hechos es el material litológico en más o menos evolucionado.
Qué significa evolución del suelo: Suelo joven/maduro
1) Alteración de alterables. Resulta de la evolución de la roca, por alteración de
los minerales primarios (inestables por haberse formado en condiciones de alta
temperatura y presión) debido a los agentes meteorizantes (Agua, CO2, Agentes
biológicos...)
2) Pérdida de solubles
3)Formación de arcilla
Los minerales más inestables se alteran lentamente, los elementos mas solubles
se pierden por lixiviación (Ca, Mg, Na,K) y los menos solubles (Fe, Al y Si)
precipitan formando arcillas

33. HORIZONTES DEL
SUELO
SUPERFICIALES
ORGANICOS MINERALES
SUBSUPERFICIALES
CÁMBICO
FERRÁLICO
SPÓDICO
ARGÍLICO
NÁTRICO
CÁLCICO
YÍPSICO

34. HORIZONTES ORGÁNICOS
HORIZONTE H: Aporte de materia orgánica, no
está compensado por la descomposición. Típico
de áreas de Tundra. 60-70% de MO. Régimen
frígido y acuico, prácticamente no hay actividad
biológica, falta de oxígeno por exceso de agua
HISTICO
1. ≥ 12% C (20% MO) ….0% Arcilla
≥ 18% C ( 30%MO) ……60% Arcilla
proporcional si 0-60 % Arcilla
2. Hidromorfía ≥ 1 mes (año) salvo que haya drenaje artificial
3. Espesor ≥ 10cm. Si tiene < 20 cm debe tener ≥ 12% C 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 60
GRAFICO:%C-%ARCILLA
GRAFICO:%C-
%ARCILLA

35. HORIZONTES ORGÁNICOS
Diferenciamos tres tipos de horizonte H:
• Hfibrico nada descompuesto , se reconocen fibras. al apretar dentro de las manos el agua que se forma es incolora o
rosada, poco color .
• Hsáprico mayor descomposición (no reconocemos el material de origen), tiene colores obscuros valores
value y chroma bajos, MO sin fibras y al apretar dentro de las manos tiñe de obscuro un papel filtro,
porque hay MO en descomposición.
• Hhémico Cuando hay una mezcla se llama hémico .
HORIZONTE O: Orgánico, hojarasca y otros. Aireado

36. HORIZONTES MINERALES
HORIZONTE A: En superficie o bajo un horizonte O. Presentan MO íntimamente mezclada con fracción
mineral.
A úmbrico
1. Estructura no macizo (seca)
2. Rico en MO ,C ≥ 0,6% (1% MO)
3. Debe ser obscuro: Value < 3.5 y chroma < 3.5 (h)
4. ≤ 50% saturación en cationes básicos, es decir, más del 50% de saturación en Al.
5. Espesor
≥ 10cm si está sobre roca
≥ 20cm si el suelo en conjunto tiene menos de 75 cm
≥ 25 cm si el suelo > 75 cm

37. A móllico
1. Estructura no macizo (seca)
2. C ≥ 0,6% (1% MO)
3. Value < 3.5 y chroma < 5.5 (h)
4. > 50% saturación en cationes básicos, es decir, ≤ del 50% de saturación en Al.
5. Espesor
≥ 10cm si está sobre roca
≥ 20cm si el suelo en conjunto tiene menos de 75 cm
≥ 25 cm si el suelo > 75 cm
A ócrico
No cumple algún requisito, demasiado pobre en %C, color, duro o macizo o delgado………

38. HORIZONTES SUB-SUPERFICIALES

40. B cámbico (Bw)
• Estructura de suelo, no se reconoce estructura de roca.
• La textura tienen que ser franco arenoso o más fino, cierto contenido de arcilla
• Tiene que tener evidencias de que procede de una alteración continua y por lo tanto el color
más intenso ( más rojo que su correspondiente C) y más arcilla que su correspondiente C.
• CEC> 16 cmol/kg Arcilla.
• ≥ 15 cm de espesor
• No haber pasado a una fase de mayor evolución que son los ferrálicos.
• Todavía en el B cámbico tiene alterables mas del 10% de alterables.

41. B ferrálico
• El Bferrálico es una evolución del Bcámbico, en la parte superior del cámbico se forma el ferrálico,
• Tiene menos de 10% de minerales alterables, prácticamente está todo alterado,
• La textura debe ser franco arenoso o más fina
• ≥ 30 cm de espesor y no puede tener estructura de roca.
• El Bferrálico por supuesto al tener menos alterables tiene más arcilla que el Bcámbico subyacente
porque está más alterado.
• Más intensidad de color que el B cámbico subyacente, no necesariamente rojo pero un color
más intenso.
• El B ferrálico requiere más años de estabilidad y también un clima alterable: temperatura(calor)
y humedad.
• La estructuta típica de un Bferrálico es granular (grano de café) redondeada y dura como canicas
• El Bferrálico tiene menor fertilidad q el Bcámbico, por vejez ya no tiene cationes, la tendencia de
Bcámbico a ferrálico es hacia condiciones de acidez, fertilidad prácticamente nula.

42. B spódico (Bh)
• Horizonte de iluviación , traslocación de agua con complejos de materia orgánica
• Se da en suelos con pocos cationes, no se logra neutralizar la MO y se mantiene soluble..
• Baja la MO con el agua, precipitando en el horizonte subyacente
Requisitos Bh:
• Tiene más MO, Fe y Al que el horizonte superior.
• Tiene poros o cavidades con las paredes recubiertas o granos de arena recubiertos.
• El ambiente típico de formación es frío, que inhibe la alteración de la roca del material
original, por eso en disolución hay apenas cationes liberados, en definitiva siempre hay un
predominio de materia orgánica en esa disolución,
• Zonas con depresiones y mala movilidad dan horizontes H, zonas bien drenadas espódico.

43. B argílico (Bt)
Acumulación iluvial de arcilla. Exige mayor contenido de arcilla que el horizonte superior (eluvial) y
evidencias de iluviación .
Requisitos Bargílico:
Requiere medios muy porosos, arenosos y pedregosos.
En los periodos lluviosos puede producirse un arrastre y movilización de las arcillas desde el horizonte superficial
(eluvial) a capas subsuperficiales, a donde llega el frente de humectación.
Se forma un horizonte de iluviación argílico (Bt), que presenta más arcilla que el horizonte superficial a la vez que s
reconoce la presencia de recubrimientos de arcilla en las paredes de los poros.
Acumulación de arcilla por un proceso iluvial, por lo tanto los poros estén llenos de arcilla o las arenas estén
bañadas de arcilla.
Se da también en suelos que tienen el Complejo de Cambio de Cationes con predominio de Na (B nátrico),
el Na tiende a hidratarse por su carga pequeña por lo tanto como si no tuvieran carga y como es tan grande el
Na actúa como balón en las partículas de arcilla, es decir el Na actúa como dispersante . pH>9,5

44. B cálcico Bk:
Los bicarbonatos solubilizados en la superficie se depositan subsuperficialmente, precipitan como carbonatos
secundarios CaCO3. No se trata de una pérdida de carbonatos del suelo, sino de una iluviación desde un horizonte
superior (eluvial) a uno inferior (iluvial): Bcálcico (presenta un contenido mayor de carbonatos que los horizontes
adyacentes y los poros muestran revestimientos, de iluviación) ,
Requisitos Bk:
- Más CaCO3 que el horizonte superior.
- Sea de iluviación, los poros estén llenos de cristales de CaCO3 al igual que las arenas estén recubiertas de
CaCO3 .
Cuando los poros se endurecen o se rellenan con CaCO3 (saturación) se forma el Petrocálcico.
Petrogypsico
GYPSICO: Similar a CALCICO. Iluviación de sulfato cálcico.

54. Si tenemos un magma ligero que tenga Si, AL, Ca, Na y K, el primer mineral q se forma es un silicato, en donde los tetraedros
estén compartidos formando octaedros:
SiO4, SiO2 y Si4O8
pero habiendo Al a temperaturas mas de 2000 grados el Al entra en lugar del Si por tanto hay una sustitución muy fuerte:
Si2Al2O8
se va consumiendo Al por lo que hay q compensar incorporando Ca, y por tanto se forma un tectoaluminato de Ca y su formula
genérica es un feldespasto cálcico(amortita) hasta que se va consumiendo el Ca, y va entrando Sodio:
Si2Al2O8Ca y SiAlO8Na , el extremo máximo seria Si3ALO8Na en la serie feldespato paglioclasas sódicas y cálcicas,por su
temperatura de formación son muy alterables

63. ESMECTITA
CAOLINITA
GIBSITA

64. CALIDAD DEL SUELO
"La capacidad del suelo para funcionar como un sistema vital, dentro de los
límites del ecosistema y del uso de la tierra, para sostener la productividad de las
plantas y los animales, mantener o mejorar la calidad del agua y el aire y promover
la salud de las plantas y los animales"

65. DIFRACCIÓN DE RAYOS X (XRD) EN SUELOS DE ECUADOR Y BRASIL
Provincias de la Costa (Ecuador) Provincias de Orellana (Ecuador Ribeira Valley-Sao Paulo (Brazil)