Cómo usar residuos para disminuir metales en suelos contaminados

Para disminuir la movilidad de arsénico y metales en suelos mineros, un equipo de científicos de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y de la Universidad de Sassari (Italia) utilizó residuos derivados del tratamiento de agua para el consumo humano (denominados Fe-WTR), material rico en hierro, y compost de residuos sólidos urbanos.

De acuerdo con el trabajo, publicado en la revista Geoderma, los materiales utilizados pueden reducir las fracciones más disponibles de los contaminantes, es decir, la parte del total que es más soluble y más accesible para plantas y otros organismos del suelo.

La determinación de las fracciones de elemento soluble y más fácilmente disponible, fue realizada por los científicos mediante extracciones secuenciales y tests de lixiviación.

“Las primeras consisten en la extracción de elementos desde las fracciones más solubles a las residuales, aumentando la fuerza de los extractantes para disolver cada una de las fracciones descritas en el método. Los tests de lixiviación consisten en el uso de columnas rellenas con suelo sujetas al paso continuado de agua, con el fin de simular la lixiviación natural de los suelos a largo plazo”, explica Rebeca Manzano, coautora del trabajo e investigadora de la UAM.

Los resultados muestran que, tras cuatro meses de contacto entre suelo y enmiendas, el Fe-WTR redujo la fracción de arsénico más fácilmente disponible hasta en un 60%, como consecuencia de la formación de complejos insolubles entre el arsénico y los óxidos e hidróxidos de hierro del residuo.

“El compost lo aumentó en la mayor parte de los casos estudiados, entre otras causas debido a la formación de complejos solubles de arsénico con la materia orgánica disuelta (DOC) aportada por el compost, usando metales como puente catiónico, o a la competición entre el arsénico y el DOC por la posiciones de intercambio del suelo”, detalla Manzano.

Con respecto a los metales, los resultados de la extracción secuencial muestran que las enmiendas redujeron o mantuvieron la concentración de cobre, plomo y zinc más potencialmente disponible comparado con los suelos sin enmendar. Esto, según los autores, se explica por la capacidad de los compuestos orgánicos e inorgánicos del Fe-WTR y del compost para adsorber los metales mencionados.

Buscar la eficacia de las enmiendas agrícolas

El trabajo pone así de manifiesto que la eficacia de una enmienda (sustancia que se mezcla con las tierras para enriquecer sus propiedades y producción) en cuanto a la inmovilización de elementos en el suelo es una variable compleja que depende del tipo de contaminación y de las características del suelo y de las enmiendas.

Arsénico y metales se encuentran de forma natural en los suelos, formando parte de minerales y rocas. Su afloramiento a la superficie se debe a procesos naturales de meteorización y oxidación. Sin embargo, actividades como la minería son una fuente importante de estos elementos en la superficie del suelo, poniendo en riesgo la salud humana y del ecosistema. El arsénico, por ejemplo, es un constituyente de más de 245 minerales, junto con metales valiosos como plata, cobre, níquel y zinc, cuya extracción puede suponer la liberación de contaminantes al medio.

La excavación del suelo contaminado y su sustitución por otro limpio implica la pérdida del suelo original y la perturbación del ecosistema. Sin embargo, existen otras estrategias que permiten la conservación del suelo, como la fitorremediacion in situ con plantas.

Las plantas, del mismo modo que toman nutrientes del suelo, son capaces de absorber contaminantes como el arsénico y acumularlo en sus diferentes órganos. La incorporación de enmiendas que reduzcan la movilidad de elementos contaminantes complementa la técnica. En este caso, aunque los contaminantes no se retiren y permanezcan en el terreno, su transferencia a profundidades inferiores del suelo, a corrientes de agua o a plantas y microrganismos es más limitada.

Los suelos estudiados en este trabajo proceden de una zona minera llamada Baccu Locci, al sureste de Cerdeña (Italia), distribuida a lo largo de un arroyo. La principal actividad se centró en la extracción de galena (PbS) y arsenopirita (FeAsS) durante casi un siglo hasta 1965. Durante la extracción, se vertían arsénico y metales desde la planta de flotación y de las escombreras directamente al arroyo contaminando potencialmente las zonas contiguas. En algunos de los puntos muestreados se encontraron más de 50,000 mg/kg de arsénico total, una concentración excesivamente alta que requiere una evaluación del riesgo ambiental.