5. Las características de los suelos y el impacto de la contaminación

La contaminación de los suelos ha resultado ser muy diferente dependiendo, por un lado, de sus características físicas que han regulado la entrada de las aguas y los lodos y, por otro lado, de las propiedades químicas que han influido en la fijación y evolución de los elementos contaminantes de los suelos.

El agua y el aire representan receptores que carecen de respuestas frente a las contaminaciones, mientras que el suelo constituye un barrera que filtra, retiene, transforma y degrada las contaminaciones. Pero el poder de autodepuración de los suelos no es infinito y además este poder de autorecuperación es muy variable dependiendo de las propiedades de los suelos. Los tipos de suelos existentes en la región contaminada constituye una pieza clave para la recuperación de la zona. Por ello el estudio de los suelos es fundamental para cualquier proyecto de planificación de descontaminación.

Las propiedades que condicionan la vulnerabilidad de los suelos frente a la contaminación son, principalmente:

textura, permeabilidad, porosidad, dinámica del agua, pH, capacidad de cambio iónico, redox, CO3, sales, mineralogía de arcillas, materia orgánica, microorganismos y nutrientes.

En el caso que nos ocupa, contaminación por metales pesados por aguas y lodos ácidos, los suelos que presentan una mayor capacidad de retener a los metales pesados y evitar la contaminación de las aguas serán aquellos que presenten:

Textura arcillosa. Muy adecuada desde el punto de vista químico (alta capacidad de fijación de metales). Desde el punto de vista físico los suelos presentan también características favorables (impermeables, sobre todo sin son pobres en materia orgánica), pero si son muy arcillosos tendrán abundantes y anchas grietas en los periodos secos por los que puede penetrar ampliamente la contaminación. La arcilla tiende a adsorber a los metales pesados, que quedan retenidos en sus posiciones de cambio. Por el contrario los suelos arenosos carecen de capacidad de fijación para los metales pesados, los cuales pueden pasar rapidamente al subsuelo y pueden contaminar los niveles freáticos.

Mal drenaje. Suelos impermeables. Para evitar que los contaminantes puedan atravesar rápidamente el suelo.

Alta capacidad de retención de agua.

Escasez de macroporos y abundancia de microporos (el agua circula muy lentamente y queda fuertemente retenida).

pH básico. El pH, es un parámetro muy importante para definir la movilidad del catión. La mayoría de los metales pesados, en general, se encuentran disueltos a pH extremadamentes ácidos (móviles), mientras que a pH neutros y básicos tienden a precipitar (inmóviles), a pH muy básicos pueden volver a movilizarse bajo la forma de aniones solubles o formando hidroxicomplejos (Se, V, As, Cr).

Alta capacidad de cambio iónico. Representa la cantidad total de cargas que tiene el complejo adsorbente del suelo (fundamentalmente debidas a la materia orgánica y a la arcilla). Cuanto más alta sea más capacidad de fijar contaminantes tendrá el suelo.

Bajos valores de Eh. Junto con el pH, el potencial redox es un parámetro decisivo. Los valores bajos de potencial de oxidación/reducción dan formas reducidas que suelen ser solubles. Las formas oxidadas tienen fuerte tendencia a precipitar. Además de influir en el estado del ión metálico, las condiciones redox pueden afectar también de una manera indirecta la movilidad de metales. Muchos metales están asociados o adsorbidos a hidróxidos de Fe y Mn, estos no son estables a Eh bajos y se convierten en FeS o FeCO3 dependiendo de las condiciones químicas, cuando esto ocurra los metales asociados con hidróxidos de Fe y Mn se movilizan. También el Fe se puede combinar con el S= hasta convertirse en pirita. Cuando los suelos y sedimentos contienen cantidades significantes de pirita y aumenta el Eh (creación de condiciones mas oxidantes) el S= se oxida a SO4= liberando cantidades de H2SO4 y los metales se hacen muy solubles.

Carbonatos. Los carbonatos del suelo condicionan suelos básicos, neutralizan los vertidos ácidos y tienen capacidad de fijar metales pesados.

La presencia de sales en el suelo, en principio, es favorable pues es indicadora de medios con escaso lavado y casi siempre con pH básico. Pero el aumento de la salinidad puede incrementar la movilización de metales pesados por dos mecanismos. Primeramente los cationes asociados con las sales (Na, K) pueden reemplazar a metales pesados en lugares de adsorción. En segundo lugar los aniones cloruro pueden formar complejos solubles estables con metales pesados tales como Cd, Zn y Hg.

Los minerales de la arcilla de tipo 2:1, como las esmectitas y vermiculitas, tienen una alta capacidad de fijación cationes.

La materia orgánica tiene una capacidad de fijación de iones aún mas alta que la de las arcillas, quedando los metales pesados en posición no disponible para los plantas. Por otra parte la materia orgánica reacciona con los metales formando complejos de cambio y quelatos. Los metales una vez que forman quelatos o complejos pueden migran con mayor facilidad a lo largo del perfil.

Microorganismos, muy importantes para la degradación de los contaminantes orgánicos y para la humificación de la materia orgánica, pero sin efectos importantes que actúen directamente sobre los cationes metálicos.

Nutrientes. Necesarios para el desarrollo de la actividad biótica de los suelos.

La mayoría de los suelos contaminados de la región de Doñana parecen presentar características muy favorables.

En general se ha comprobado que el suelo ha actuado como barrera frenando la contaminación. Las aguas ácidas han sido neutralizadas en la superficie del suelo por los carbonatos presentes en la mayoría de ellos.

Lógicamente al subir el pH de las aguas se ha producido la precipitación de la mayoría de los metales pesados y deben haber quedado retenidos en el horizonte superficial del suelo (un problema grave lo representa el arsénico). Las pruebas que tenemos indican que, en la mayoría de las situaciones, el agua ácida no ha atravesado el suelo y por tanto la acidez y su carga de metales tóxicos no ha alcanzado los acuíferos (por supuesto, los lodos tampoco).

De las medidas de la contaminación de los suelos (tabla 6) destaca los altos valores que corresponden a la desviación estándar, hecho indicativo de la gran heterogeneidad de la contaminación que han sufrido los suelos. Esta diversidad es consecuencia de la variabilidad de las propiedades físicas y químicas de los suelos de la zona.

La entrada de lodos ha sido muy desigual dependiendo fundamentalmente de la estructura del suelo, la cual esta condicionada por la textura. En los arenosos, con bajo grado de desarrollo, la capa de lodos presenta un contacto neto con el suelo subyacente (Quema), con una entrada pequeña. Los muy arcillosos, muy estructurados, presentaba amplias grietas por las que los lodos entraron fácilmente alcanzando a los horizontes subsuperficiales (Pescante).

6 Vías de contaminación : Contaminación primaria.