Lixiviación de metales no nutrientes en suelos sometidos a

XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental
I-194 - LIXIVIACION DE METALES NO NUTRIENTES EN SUELOS
SOMETIDOS A RIEGO CON AGUAS RESIDUALES TRATADAS
Daisy Isea(1)
Ingeniero Químico, Universidad del Zulia (LUZ). 1992. Maestría en Química, Universidad
del Zulia (LUZ), 1996. Ingreso como Becario Docente a LUZ en 1993. Actualmente se
desempeña como personal Docente (Qca General I y Qca Orgánica I) y de Investigación
del Centro de Investigación del Agua adscrito a la Facultad de Ingeniería de LUZ, donde
desarrolla trabajos de Investigación en el área de tratamiento de aguas residuales
Industriales y Domésticas, y su factibilidad de reutilización con fines de riego.
Luís Vargas
Licenciado en Química, Universidad del Zulia (LUZ) 1976. Maestría en Ingeniería
Ambiental (LUZ) 1987. Ingreso en la Universidad del Zulia a dedicación exclusiva como Auxiliar Docente
desde 1971, y luego como Profesor desde 1976 en el Departamento de Ingeniería Sanitaria y Ambiental de la
Escuela de Ingeniería Civil. Ha participado activamente en diferentes proyectos de investigación desarrollo y
de servicios técnicos especializados en el área de tratamiento de aguas residuales. Actualmente es Profesor
Titular Jubilado de la Universidad del Zulia (LUZ) y Asesor del Centro de Investigación del Agua. (CIA)
Norelis Bello
Estudiante de Ingeniería Química de la Facultad de Ingeniería de La Universidad del Zulia. En 1992
participó en la Escuela para Ingenieros de Proceso de Lagoven. Trabajó en el área de Tratamiento de Aguas
Agrias y Lajadores de la Refinería de Amuay-Lagoven. En 1999 ingresó al Centro de Investigación del Agua
de LUZ, donde se incorporó como tesista, del Laboratorio de Ingeniería Ambiental. Trabajando en proyectos
de Investigación y desarrollo, de reutilización de Aguas Residuales Domésticas con fines de Riego.
José Gregorio Delgado
Estudiante de Licenciatura en Química de la Facultad Experimental de Ciencias de La Universidad del Zulia.
En 1994 ingresó a la FLSTP-INPELUZ adscrito a la Facultad de Ingeniería de LUZ, donde se desempeña
como Asistente de Investigación del Laboratorio de Ingeniería Ambiental. Participando activamente en
diferentes proyectos de Investigación y desarrollo, en el área de Tratamiento de Aguas Residuales tanto en las
actividades de laboratorio como de campo, así como en el diseño de unidades de tratamiento.
Dirección(1): Ciudad Universitaria - Lagunas de Oxidación - Universidad del Zulia - Centro de Investigación
del Agua. Maracaibo - Tlf: (061) 597182 / 597187 / 597195 - Fax: (061) 597181 - Apdo: 98 - Venezuela e-mail: [email protected]
RESUMEN
Se realizó un estudio sobre los niveles de lixiviación de metales no nutrientes presentes en suelos sometidos a
riego con aguas residuales tratadas provenientes de las Lagunas de Estabilización del Centro de Investigación
del Agua de LUZ. La presencia de Al, Cd, Co, Cr, Na, Ni, Pb y V en las aguas residuales tratadas es una
limitante para su uso con fines agropecuario, debido a que podrían ser nocivos para la salud de los
consumidores.
Para evaluar la lixiviación de éstos metales a diferentes profundidades del suelo, se estableció un proceso de
muestreo del agua residual tratada y del agua percolada a profundidades de: 15, 30, 45, 60 y 75 cm. Se
recolectaron las muestras semanalmente, durante un periodo de diez semanas. A excepción del sodio, los
análisis de metales en las distintas muestras se realizaron por Espectrofotometría de Absorción Atómica. Los
resultados indican que los suelos sometidos a riego con aguas residuales tratadas, ofrecen adecuada
lixiviación d los metales no nutrientes presentes y bajos niveles de salinidad, por lo tanto, pueden ser
considerados aptos para el cultivo. Así mismo, se considera el uso de aguas residuales tratadas para el riego
de este tipo de suelo como un medio útil para la disposición ecológica de las aguas de alcantarillado.
PALABRAS-CLAVE: Agua Residual Tratada, Agua Percolada, Metales no Nutrientes, Riego, Suelos.
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INTRODUCCIÓN
En la agricultura los componentes vitales para el desarrollo de los cultivos son el agua y el suelo. Hoy día,
conscientes de la creciente demanda de agua para diferentes actividades, y de la falta de disposición para las
aguas residuales de zonas residenciales e industriales; se realizan investigaciones sobre diversas formas para
utilizar aguas residuales tratadas. Los metales no nutrientes al acumularse en el suelo y en el agua retenida en
él, se incorporan a la planta por medio de su absorción en el intercambio de cationes; debido a lo anterior se
pueden originar efectos tóxicos no sólo en las plantas sino que se pueden transferir al hombre por el consumo
de éstas, y acumularse en el organismo provocando serios problemas [1,2]. En general, los metales no
nutrientes son metales pesados como: el aluminio(Al) cuya toxicidad es relativa y para su movilización no
depende de condiciones reducidas, pero sí de un pH por debajo de 5,5 [3,4]; el cadmio (Cd) su movilidad en
suelos es insignificante por su baja concentración; cuando se aplican herbicidas y fungicidas en los cultivos,
se hace presente su solubilización en las aguas internas [2,3]; el cobalto (Co) se encuentra asociado con el
níquel en los minerales. Su presencia en las aguas y en los suelos es muy baja, por lo que la movilidad del
mismo ha sido escasamente estudiada [3,5]; el cromo (Cr) carece de movilidad en suelos con pH neutro y
bien aireados por su baja solubilidad, o están presentes en cantidades tan pequeñas que su adición a los suelos
es insignificante [3,6]; casi todos los compuestos de sodio (Na) son solubles y se presentan comúnmente en la
forma de carbonatos y bicarbonatos, el alto contenido de éstos los convierten en suelos denominados
“Sódicos” de alta toxicidad para las plantas [7,8]; el níquel (Ni) su relación con el nitrógeno no es esencial
para el crecimiento de las plantas, y su alta solubilidad hace difícil su acumulación [3,4]; el plomo (Pb) es
una amenaza ambiental, y exhibe un alto potencial de toxicidad para las plantas, animales y humanos, los
constituyentes del suelo reaccionan con él, reduciendo significativamente su solubilidad a niveles de pH 5,5 o
mayores [2,3]; la abundancia de vanadio (V) en la corteza terrestre es del orden de 0,02% y todos sus
compuestos son tóxicos para cualquier organismo [3,4].
METODOLOGÍA
El ensayo se realizó en el periodo cálido lluvioso, el tipo de suelo estudiado corresponde al área de cultivos de
cítricos del Centro de Investigación del Agua de LUZ. Para un mismo perfil de suelo, se montaron series de
percoladores cilíndricos por duplicados a distintas profundidades de recolección (15, 30, 45, 60 y 75 cm)
tanto en el laboratorio (series I y II) como en el campo (series III y IV). Para el análisis de metales no
nutrientes, se recolectaron muestras de aguas en envases plásticos de 1 L y de suelos en bolsas de polietileno.
Para el agua residual tratada y el agua percolada, se tomaron muestras tres veces por semana, durante diez
semanas; para el suelo, se tomó 5 g de muestra representativa antes y después de la percolación.
Las muestras recolectadas, se prepararon por digestión ácida, siguiendo la metodología descrita en el
Standard Methods (APHA, 1992). Los metales no nutrientes evaluados, se cuantificaron por
Espectrofotometría de Absorción y/o Emisión Atómica.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En los metales no nutrientes evaluados en el agua percolada (AP), en todos los casos, se presenta una
tendencia lineal entre la variación de la concentración con relación al tiempo y a la profundidad de los
perfiles de suelo (Figura 1, caso aluminio) [9]. Mientras que en el suelo, con excepción del sodio, todos
presentan la misma tendencia (Figura 2, caso aluminio).
Para los metales no nutrientes evaluados, el balance de los promedios de la variación en las concentraciones
entre el agua percolada y el suelo, se obtuvo los siguientes resultados: aluminio, cadmio, cobalto, sodio,
níquel, plomo y vanadio el balance de la concentración a la salida aumenta con la profundidad, por lo tanto,
éstos son lixiviados del suelo por el agua lo que no sucede con el cromo que se acumula en el suelo, debido a
la percolación del agua dentro del mismo y al aumento del pH con la profundidad [4,10].
La concentración de sodio a lo largo del perfil del suelo disminuye por la lixiviación; por lo que se pueden
considerar “Suelos Normales”. El suelo presenta valores de conductividad eléctrica que oscilan entre 0,10
mS/cm – 0,15 mS/cm y un SAR obtenido de los valores promedios de 3,81 % [4,11].
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Concentración en ppm
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Serie I
Serie II
Serie III
16
14
Serie IV
12
10
8
6
4
2
0
15
30
45
60
75
Profundidad (cm)
Concentración en ppm
Figura 1. Variación de la concentración del aluminio en el agua percolada (AP).
350
300
250
SERIE
SERIE
SERIE III
SERIE
200
150
100
50
0
15
30
45
60
75
Profundidad (cm)
Figura 2. Variación de la concentración del aluminio en el suelo.
CONCLUSIONES
Los suelos estudiados, sometidos a riego con aguas residuales tratadas, ofrecen una adecuada movilidad de
los metales no nutrientes, lixiviando los elementos que podrían ser nocivos para las plantas o para el ser
humano. Los niveles de salinidad en estos suelos son bajos, estableciéndolos como suelos aptos para la
siembra.
RECOMENDACIONES
Realizar el estudio, para otro periodo climático (fresco seco) y otros tipos de suelos.
Se considera el uso de aguas residuales tratadas para el riego de este tipo de suelo como un medio útil para la
disposición ecológica de las aguas de alcantarillado.
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