La contaminación del suelo , la contaminación del suelo o la contaminación de la tierra como parte de la degradación de la tierra es causada por la presencia de sustancias químicas xenobióticas (fabricadas por el hombre) u otras alteraciones en el entorno natural del suelo. Suele ser causada por actividad industrial, productos químicos agrícolas o eliminación inadecuada de residuos . Los productos químicos más comunes implicados son los hidrocarburos de petróleo , los hidrocarburos aromáticos polinucleares (como la naftaleno y el benzo(a)pireno ), disolventes , pesticidas, plomo y otros metales pesados . La contaminación se correlaciona con el grado de industrialización y la intensidad de la sustancia química. La preocupación por la contaminación del suelo surge principalmente de los riesgos para la salud, del contacto directo con el suelo contaminado, del vapor de los contaminantes o de la contaminación secundaria de los suministros de agua dentro y debajo del suelo. [1] El mapeo de sitios de suelo contaminado y las limpiezas resultantes son tareas costosas y que consumen mucho tiempo , y requieren experiencia en geología , hidrología , química , modelado por computadora y SIG en contaminación ambiental , así como una apreciación de la historia de la industria. química. [2]
En América del Norte y Europa Occidental se conoce mejor la extensión de tierra contaminada , y muchos de los países de estas áreas cuentan con un marco legal para identificar y abordar este problema ambiental. Los países en desarrollo tienden a estar menos regulados a pesar de que algunos de ellos han experimentado una industrialización significativa .
La contaminación del suelo puede deberse a lo siguiente (lista no exhaustiva):
Los químicos más comunes involucrados son los hidrocarburos de petróleo , solventes , pesticidas, plomo y otros metales pesados .
Cualquier actividad que conduzca a otras formas de degradación del suelo ( erosión , compactación , etc.) puede empeorar indirectamente los efectos de la contaminación en el sentido de que la remediación del suelo se vuelve más tediosa.
La deposición histórica de cenizas de carbón utilizadas para calefacción residencial, comercial e industrial, así como para procesos industriales como la fundición de minerales , fue una fuente común de contaminación en áreas que se industrializaron antes de 1960 aproximadamente. El carbón concentra naturalmente plomo y zinc durante su formación. , así como otros metales pesados en menor medida. Cuando se quema el carbón, la mayoría de estos metales se concentran en las cenizas (la principal excepción es el mercurio). Las cenizas y escorias de carbón pueden contener suficiente plomo para calificar como " residuo peligroso característico ", definido en los EE. UU. como un contenido de más de 5 mg/L de plomo extraíble mediante el procedimiento TCLP . Además de plomo, las cenizas de carbón suelen contener concentraciones variables pero significativas de hidrocarburos aromáticos polinucleares (HAP; por ejemplo, benzo(a)antraceno, benzo(b)fluoranteno, benzo(k)fluoranteno, benzo(a)pireno, indeno(cd) pireno, fenantreno, antraceno y otros). Estos HAP son carcinógenos humanos conocidos y sus concentraciones aceptables en el suelo suelen ser de alrededor de 1 mg/kg. Las cenizas y escorias de carbón se pueden reconocer por la presencia de granos blanquecinos en el suelo, suelo gris heterogéneo o (escoria de carbón) granos burbujeantes y vesiculares del tamaño de un guijarro.
Los lodos de depuradora tratados , conocidos en la industria como biosólidos , se han vuelto controvertidos como " fertilizantes ". Como es un subproducto del tratamiento de aguas residuales, generalmente contiene más contaminantes como organismos, pesticidas y metales pesados que otros suelos. [3]
En la Unión Europea, la Directiva sobre el tratamiento de aguas residuales urbanas permite pulverizar lodos de depuradora sobre la tierra. Se espera que el volumen se duplique a 185.000 toneladas de sólidos secos en 2005. Tiene buenas propiedades agrícolas debido al alto contenido de nitrógeno y fosfato . En 1990/1991, se asperjó un 13% del peso húmedo sobre un 0,13% del terreno; sin embargo, se espera que esta cifra se multiplique por 15 para 2005. [ necesita actualización ] Defensores [ ¿quién? ] dicen que es necesario controlar esto para que los microorganismos patógenos no ingresen a los cursos de agua y para garantizar que no haya acumulación de metales pesados en la capa superficial del suelo. [4]
Un pesticida es una sustancia que se utiliza para matar una plaga. Un pesticida puede ser una sustancia química, un agente biológico (como un virus o una bacteria), un antimicrobiano, un desinfectante o un dispositivo utilizado contra cualquier plaga. Las plagas incluyen insectos, patógenos vegetales, malezas, moluscos, aves, mamíferos, peces, nematodos (gusanos redondos) y microbios que compiten con los humanos por los alimentos, destruyen propiedades, se propagan o son vectores de enfermedades o causan molestias. Aunque el uso de pesticidas tiene beneficios, también tiene desventajas, como la toxicidad potencial para los humanos y otros organismos. [5] [6]
Los herbicidas se utilizan para matar las malas hierbas, especialmente en aceras y vías de ferrocarril. Son similares a las auxinas y la mayoría son biodegradables por las bacterias del suelo. Sin embargo, un grupo derivado del trinitrotolueno (2:4 D y 2:4:5 T) tiene la impureza dioxina, que es muy tóxica y causa la muerte incluso en bajas concentraciones. Otro herbicida es el paraquat . Es altamente tóxico pero se degrada rápidamente en el suelo debido a la acción de bacterias y no mata la fauna del suelo. [7]
Los insecticidas se utilizan para eliminar las plagas que dañan los cultivos. Los insectos dañan no sólo los cultivos en pie sino también los almacenados y en los trópicos se calcula que un tercio de la producción total se pierde durante el almacenamiento de alimentos. Al igual que con los fungicidas , los primeros insecticidas utilizados en el siglo XIX eran inorgánicos, por ejemplo el verde de París y otros compuestos de arsénico . La nicotina también se utiliza desde 1690. [8]
En la actualidad existen dos grupos principales de insecticidas sintéticos:
1. Los organoclorados incluyen DDT , Aldrin , Dieldrin y BHC. Son baratos de producir, potentes y persistentes. El DDT se utilizó a gran escala a partir de la década de 1930, con un máximo de 72.000 toneladas utilizadas en 1970. Luego, su uso disminuyó a medida que se hicieron evidentes los efectos nocivos para el medio ambiente . Se encontró en todo el mundo en peces y aves e incluso se descubrió en la nieve de la Antártida . Es sólo ligeramente soluble en agua pero es muy soluble en el torrente sanguíneo. Afecta a los sistemas nervioso y endocrino y hace que las cáscaras de los huevos de las aves carezcan de calcio, lo que hace que se rompan fácilmente. Se cree que es responsable de la disminución del número de aves rapaces como el águila pescadora y el halcón peregrino en la década de 1950; ahora se están recuperando. [9] Además de una mayor concentración a través de la cadena alimentaria, se sabe que ingresa a través de membranas permeables, por lo que los peces lo obtienen a través de sus branquias. Como tiene baja solubilidad en agua, tiende a permanecer en la superficie del agua, por lo que los organismos que viven allí son los más afectados. El DDT encontrado en el pescado que formaba parte de la cadena alimentaria humana causó preocupación, pero los niveles encontrados en el hígado, los riñones y el cerebro fueron inferiores a 1 ppm y en la grasa fueron de 10 ppm, lo que estaba por debajo del nivel que probablemente causaría daño. Sin embargo, el DDT fue prohibido en el Reino Unido y Estados Unidos para detener su acumulación en la cadena alimentaria. Los fabricantes estadounidenses continuaron vendiendo DDT a los países en desarrollo, que no podían permitirse los costosos productos químicos de reemplazo y que no tenían regulaciones tan estrictas que rigieran el uso de pesticidas. [10]
2. Los organofosforados , por ejemplo el paratión , el metilparatión y unos 40 insecticidas más, están disponibles a nivel nacional. El paratión es altamente tóxico, el metilparatión lo es menos y el malatión generalmente se considera seguro ya que tiene baja toxicidad y se descompone rápidamente en el hígado de los mamíferos. Este grupo actúa impidiendo la transmisión nerviosa normal, ya que se impide que la colinesterasa descomponga la sustancia transmisora acetilcolina, lo que provoca movimientos musculares incontrolados. [11]
La eliminación de municiones y la falta de cuidado en la fabricación de municiones causada por la urgencia de su producción pueden contaminar el suelo durante períodos prolongados. Hay poca evidencia publicada sobre este tipo de contaminación, en gran parte debido a las restricciones impuestas por los gobiernos de muchos países a la publicación de material relacionado con el esfuerzo bélico. Sin embargo, el gas mostaza almacenado durante la Segunda Guerra Mundial ha contaminado algunos sitios durante hasta 50 años [12] y las pruebas de ántrax como posible arma biológica contaminaron toda la isla de Gruinard . [13]
El suelo contaminado o contaminado afecta directamente la salud humana a través del contacto directo con el suelo o por inhalación de contaminantes del suelo que se han vaporizado; amenazas potencialmente mayores las plantea la infiltración de contaminación del suelo en acuíferos subterráneos utilizados para el consumo humano, a veces en zonas aparentemente muy alejadas de cualquier fuente aparente de contaminación superficial. Los metales tóxicos también pueden ascender en la cadena alimentaria a través de plantas que residen en suelos que contienen altas concentraciones de metales pesados. [14] Esto tiende a resultar en el desarrollo de enfermedades relacionadas con la contaminación .
La mayor parte de la exposición es accidental y la exposición puede ocurrir a través de: [15]
Sin embargo, algunos estudios estiman que el 90% de la exposición se produce por el consumo de alimentos contaminados. [15]
Las consecuencias para la salud de la exposición a la contaminación del suelo varían mucho según el tipo de contaminante, la vía de ataque y la vulnerabilidad de la población expuesta. Los investigadores sugieren que los pesticidas y los metales pesados en el suelo pueden dañar la salud cardiovascular, incluida la inflamación y los cambios en el reloj interno del cuerpo. [dieciséis]
La exposición crónica al cromo , plomo y otros metales, petróleo, solventes y muchas formulaciones de pesticidas y herbicidas puede ser cancerígena, causar trastornos congénitos o causar otras condiciones de salud crónicas. También se han identificado como riesgos para la salud en el suelo y las aguas subterráneas concentraciones industriales o artificiales de sustancias naturales, como nitrato y amoníaco , asociadas con el estiércol de ganado procedente de operaciones agrícolas. [17]
Se sabe que la exposición crónica al benceno en concentraciones suficientes está asociada con una mayor incidencia de leucemia. Se sabe que el mercurio y los ciclodienos inducen una mayor incidencia de daño renal y algunas enfermedades irreversibles. Los PCB y los ciclodienos están relacionados con la toxicidad hepática. Los organofosforados y carbonatos pueden provocar una cadena de respuestas que conducen al bloqueo neuromuscular . Muchos disolventes clorados inducen cambios en el hígado, cambios en los riñones y depresión del sistema nervioso central. Existe todo un espectro de efectos adicionales para la salud, como dolor de cabeza, náuseas, fatiga, irritación de los ojos y erupciones cutáneas por los productos químicos mencionados anteriormente y otros. En dosis suficientes, una gran cantidad de contaminantes del suelo pueden causar la muerte por exposición por contacto directo, inhalación o ingestión de contaminantes en aguas subterráneas contaminadas a través del suelo. [18]
El Gobierno escocés ha encargado al Instituto de Medicina del Trabajo que lleve a cabo una revisión de los métodos para evaluar los riesgos para la salud humana derivados de tierras contaminadas. El objetivo general del proyecto es elaborar orientaciones que deberían ser útiles para las autoridades locales escocesas a la hora de evaluar si los sitios representan una posibilidad significativa de daño significativo (SPOSH) a la salud humana. Se prevé que el resultado del proyecto sea un documento breve que proporcione orientación de alto nivel sobre la evaluación de riesgos para la salud con referencia a las directrices y metodologías publicadas existentes que han sido identificadas como particularmente relevantes y útiles. El proyecto examinará cómo se han desarrollado directrices políticas para determinar la aceptabilidad de los riesgos para la salud humana y propondrá un enfoque para evaluar qué constituye un riesgo inaceptable de acuerdo con los criterios para SPOSH tal como se definen en la legislación y la Guía estatutaria escocesa. [ cita necesaria ]
Como era de esperar, los contaminantes del suelo pueden tener importantes consecuencias nocivas para los ecosistemas. [19] Hay cambios radicales en la química del suelo que pueden surgir de la presencia de muchas sustancias químicas peligrosas incluso en bajas concentraciones de especies contaminantes. Estos cambios pueden manifestarse en la alteración del metabolismo de microorganismos y artrópodos endémicos residentes en un determinado ambiente edáfico. El resultado puede ser la virtual erradicación de parte de la cadena alimentaria primaria, lo que a su vez podría tener importantes consecuencias para las especies depredadoras o consumidoras. Incluso si el efecto químico sobre las formas de vida inferiores es pequeño, los niveles inferiores de la pirámide de la cadena alimentaria pueden ingerir sustancias químicas extrañas, que normalmente se vuelven más concentradas para cada escalón consumidor de la cadena alimentaria. Muchos de estos efectos ahora son bien conocidos, como la concentración de materiales persistentes de DDT para los consumidores de aves, lo que lleva al debilitamiento de las cáscaras de los huevos, al aumento de la mortalidad de los polluelos y a la posible extinción de especies. [20]
Los efectos ocurren en tierras agrícolas que tienen ciertos tipos de contaminación del suelo. Los contaminantes suelen alterar el metabolismo de las plantas, provocando a menudo una reducción en el rendimiento de los cultivos. Esto tiene un efecto secundario sobre la conservación del suelo , ya que los cultivos languidecientes no pueden proteger el suelo de la Tierra de la erosión . Algunos de estos contaminantes químicos tienen vidas medias largas y, en otros casos, se forman productos químicos derivados de la descomposición de los contaminantes primarios del suelo. [21]
Los metales pesados y otros contaminantes del suelo pueden afectar negativamente la actividad, la composición de especies y la abundancia de microorganismos del suelo, amenazando así funciones del suelo como el ciclo bioquímico del carbono y el nitrógeno. [22] Sin embargo, los contaminantes del suelo también pueden volverse menos biodisponibles con el tiempo, y los microorganismos y ecosistemas pueden adaptarse a condiciones alteradas. Las propiedades del suelo como el pH, el contenido de materia orgánica y la textura son muy importantes y modifican la movilidad, la biodisponibilidad y la toxicidad de los contaminantes en suelos contaminados. [23] La misma cantidad de contaminante puede ser tóxica en un suelo pero totalmente inofensiva en otro. Esto subraya la necesidad de medidas y evaluaciones de riesgos específicas del suelo.
La limpieza o remediación ambiental es analizada por científicos ambientales que utilizan mediciones de campo de los químicos del suelo y también aplican modelos informáticos ( GIS en Contaminación Ambiental ) para analizar el transporte [24] y el destino de los químicos del suelo. Se han desarrollado varias tecnologías para la remediación de suelos y sedimentos contaminados con petróleo [25]. Existen varias estrategias principales para la remediación:
Varios estándares nacionales para concentraciones de contaminantes particulares incluyen los Objetivos de Remediación Preliminares de la Región 9 de la EPA de los Estados Unidos (PRG de EE. UU.), las Concentraciones basadas en riesgos de la Región 3 de la EPA de los EE. UU. (RBC de la EPA de EE. UU.) y las Directrices del Consejo Nacional de Protección Ambiental de Australia sobre niveles de investigación en el suelo y Agua subterránea.
El inmenso y sostenido crecimiento de la República Popular China desde la década de 1970 ha cobrado un precio a la tierra en forma de mayor contaminación del suelo. El Ministerio de Ecología y Medio Ambiente lo considera una amenaza para el medio ambiente, la seguridad alimentaria y la agricultura sostenible. Según un muestreo científico, 150 millones de mu (100.000 kilómetros cuadrados) de tierras cultivadas de China han sido contaminadas, y el agua contaminada se ha utilizado para irrigar otros 32,5 millones de mu (21.670 kilómetros cuadrados) y otros 2 millones de mu (1.300 kilómetros cuadrados) están cubiertos. o destruidos por los residuos sólidos. En total, el área representa una décima parte de la tierra cultivable de China y se encuentra principalmente en áreas económicamente desarrolladas. Se estima que cada año 12 millones de toneladas de cereales se contaminan con metales pesados, lo que provoca pérdidas directas de 20.000 millones de yuanes (2.570 millones de dólares ). [28] Una encuesta reciente muestra que el 19% de los suelos agrícolas están contaminados y contienen metales pesados y metaloides. Y la cantidad de estos metales pesados en el suelo ha aumentado dramáticamente. [29]
Según los datos recibidos de los Estados miembros, en la Unión Europea el número estimado de sitios potencialmente contaminados es de más de 2,5 millones [30] y los sitios contaminados identificados alrededor de 342 mil. Los desechos municipales e industriales contribuyen más a la contaminación del suelo (38%), seguidos por el sector industrial/comercial (34%). El aceite mineral y los metales pesados son los principales contaminantes que contribuyen alrededor del 60% a la contaminación del suelo. En términos presupuestarios, se estima que la gestión de lugares contaminados cuesta alrededor de 6 mil millones de euros (€) al año. [30]
Las guías genéricas comúnmente utilizadas en el Reino Unido son los Valores Guía del Suelo publicados por el Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales (DEFRA) y la Agencia de Medio Ambiente . Estos son valores de detección que demuestran el nivel mínimo aceptable de una sustancia. Por encima de esto no se pueden garantizar riesgos significativos de daños a la salud humana. Estos se han obtenido utilizando el Modelo de Evaluación de Exposición de Tierras Contaminadas (CLEA UK). Ciertos parámetros de entrada, como los valores de criterios de salud, la edad y el uso de la tierra, se introducen en CLEA UK para obtener una salida probabilística. [31]
El DEFRA ha retirado formalmente la orientación del Comité Interdepartamental para la Reurbanización de Tierras Contaminadas (ICRCL) [32] , para utilizarla como documento prescriptivo para determinar la posible necesidad de remediación o evaluación adicional.
El modelo CLEA publicado por DEFRA y la Agencia de Medio Ambiente (EA) en marzo de 2002 establece un marco para la evaluación adecuada de los riesgos para la salud humana derivados de tierras contaminadas, según lo exige la Parte IIA de la Ley de Protección Ambiental de 1990 . Como parte de este marco, actualmente se han obtenido valores de referencia del suelo (SGV) genéricos para diez contaminantes que se utilizarán como "valores de intervención". [33] Estos valores no deben considerarse objetivos correctivos, sino valores por encima de los cuales debe considerarse una evaluación más detallada; ver normas holandesas .
Se han producido tres juegos de CLEA SGV para tres usos de suelo diferentes, a saber
Se pretende que los SGV reemplacen los antiguos valores ICRCL. Los CLEA SGV se relacionan con la evaluación de riesgos crónicos (a largo plazo) para la salud humana y no se aplican a la protección de los trabajadores terrestres durante la construcción u otros receptores potenciales como aguas subterráneas, edificios, plantas u otros ecosistemas. Los CLEA SGV no se aplican directamente a un sitio completamente cubierto de suelo duro, ya que no existe una ruta de exposición directa a suelos contaminados. [34]
Hasta la fecha, se han publicado los primeros diez de cincuenta y cinco SGV de contaminantes, para los siguientes: arsénico, cadmio , cromo, plomo, mercurio inorgánico, níquel, selenio, etilbenceno, fenol y tolueno. Se han elaborado proyectos de SGV para el benceno, la naftaleno y el xileno, pero su publicación está en suspenso. Se han publicado datos toxicológicos (Tox) para cada uno de estos contaminantes, así como para el benzo[a]pireno, el benceno, las dioxinas, los furanos y los PCB similares a las dioxinas, la naftaleno, el cloruro de vinilo, el 1,1,2,2 tetracloroetano y el 1, 1,1,2 tetracloroetano, 1,1,1 tricloroetano, tetracloroeteno, tetracloruro de carbono, 1,2-dicloroetano, tricloroeteno y xileno. Los SGV para etilbenceno, fenol y tolueno dependen del contenido de materia orgánica del suelo (MOS) (que puede calcularse a partir del contenido de carbono orgánico total (TOC)). Como evaluación inicial, se consideran apropiados los SGV para 1% de MOS. [35]
En febrero de 2021, hay un total de más de 2500 sitios contaminados en Canadá . [36] Un sitio contaminado infame se encuentra cerca de un sitio de fundición de níquel y cobre en Sudbury, Ontario . Un estudio que investiga la contaminación por metales pesados en las cercanías de la fundición revela que se encontraron niveles elevados de níquel y cobre en el suelo; valores que llegan hasta 5.104 ppm de Ni y 2.892 ppm de Cu dentro de un rango de 1,1 km desde la ubicación de la fundición. También se encontraron otros metales en el suelo; tales metales incluyen hierro, cobalto y plata. Además, al examinar la diferente vegetación que rodea la fundición se evidenció que ellos también habían sido afectados; Los resultados muestran que las plantas contenían níquel, cobre y aluminio como resultado de la contaminación del suelo. [37]
En marzo de 2009, la cuestión del envenenamiento por uranio en Punjab atrajo la atención de la prensa. Supuestamente fue causado por los estanques de cenizas volantes de las centrales térmicas , que supuestamente provocan graves defectos de nacimiento en los niños de los distritos de Faridkot y Bhatinda en Punjab . Los informes periodísticos afirmaban que los niveles de uranio eran más de 60 veces el límite máximo de seguridad. [38] [39] En 2012, el Gobierno de la India confirmó [40] que el agua subterránea en el cinturón de Malwa en Punjab tiene uranio metálico que está un 50% por encima de los límites de trazas establecidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS) de las Naciones Unidas . Los estudios científicos, basados en más de 1.000 muestras de varios puntos de muestreo, no pudieron rastrear la fuente de las cenizas volantes ni de las centrales térmicas o de la industria, como se afirmó originalmente. El estudio también reveló que la concentración de uranio en las aguas subterráneas del distrito de Malwa no supera 60 veces los límites de la OMS, sino sólo un 50% por encima del límite de la OMS en tres lugares. Esta concentración más alta encontrada en las muestras fue menor que las encontradas naturalmente en aguas subterráneas que actualmente se utilizan con fines humanos en otros lugares, como Finlandia . [41] Se están realizando investigaciones para identificar fuentes naturales o de otro tipo de uranio.
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