LA UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA L A MOLINA Y PASSIM EDUCATIV A presentan: I CURSO BASICO DE ANALISIS DE AGUA, SUELOS AGRICOLAS, FER TIRRI EGO, H IDROPONI A Y CALIDAD DE AL IMENTOS TEMA 7: LA CONTAMINACION DEL SUELO MÓDULO 2: ANÁLISIS DE LAC ALIDAD DEL SUELO AGRÍCOLA, H IDROPONÍA Y SOLUCIONES DE FERTIRRIEGO
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1. Contaminación del suelo.
La contaminación del suelo no es un fenómeno actual, así lo demuestra el trabajode Martínez Cortizas (1997) analizando los metales pesados existentes a diferentes
profundidades en turberas de Galicia y cuya deposición ha sido datada.
Tomando como base los contenidos de Pb encontrados en las zonas más profundas
cuya deposición data de unos 4000 años, se representan gráficamente los valores
que se van encontrando. Aparece el primer pico de la gráfica a una edad cercana
a los 2800 años, en plena edad del bronce; en ella, la utilización del estaño en la
aleación citada, lleva consigo una importante cantidad de plomo.
Posteriormente aparece un promontorio más que un pico en la época del Imperio
Romano, que desarrolla una gran actividad minera no solo de estaño sino
directamente de plomo, del que la zona aporta casi la mitad del consumo del
Imperio, que equivale a decir de todo el Occidente.
El tránsito del Imperio Romano a la dominación visigoda está representado por
un valle que remonta cuando los Visigodos se asientan definitivamente. A ello
sigue un valle, posiblemente debido a despoblamiento de la zona y una mayor
concentración humana en el sur para frenar la invasión islámica en cuyo período
de dominación aparece una forma dentada coincidiendo con los períodos de
esplendor del reino galáico frente al astur-leonés, pues los moros anduvieron
poco por estas tierras.La concentración de esfuerzos en el sur en la última etapa de la reconquista y el
predominio de castellanos y aragoneses, marca una época de poca actividad, tan
poca como la pujanza industrial y cultural de los reinos cristianos.
El final de la conquista y el descubrimiento de América marcan un nuevo impulso
industrial y metalúrgico ante la necesidad de barcos y armas, seguido de un
tímido incremento coincidente con la naciente revolución industrial en el resto de
Europa.
El máximo coincide con la implantación del petroleo como combustible preferente,
el desarrollo de los motores de explosión y el consumo de gasolinas con
tetraetilplomo como antidetonante, cuya supresión paulatina en los últimos años
ha provocado un fuerte descenso en la contaminación.
La contaminación del suelo consiste en la introducción de un elemento extraño al
sistema suelo o la existencia de un nivel inusual de uno propio que, por sí mismo
o por su efecto sobre los restantes componentes, genera un efecto nocivo para
los organismos del suelo, sus consumidores, o es susceptible de transmitirse a
otros sistemas.
Existe una contaminación de origen natural y otra de origen antrópico o inducido.La contaminación natural, en general, responde al segundo criterio utilizado en
la definición que es la modificación de los contenidos habituales.
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1.1 Contaminación natural.
La primera causa de contaminación natural es la propia alteración mineral que
da origen al suelo. Existen algunas rocas cuyo contenido en determinados
elementos es especialmente alto y los suelos que sobre ellas se desarrollan
heredan esa elevada concentración. Este es el caso de algunas rocas
metamórficas como las serpentinas cuyo contenido en cromo y en niquel suele
ser muy alto.
Otro factor importante es el lavado, así en climas ecuatoriales o tropicales
donde la alteración mineral es muy intensa, pueden ocurrir acumulaciones
residuales de elementos poco móviles aun cuando el contenido inicial no fuese
excesivamente elevado. En menor medida puede ocurrir en climas húmedos en
los que pueden provocarse desequilibrios que conducen a toxicidad por algunoselementos como es el caso del aluminio, del hierro o del manganeso; todos
ellos son habituales pero pueden alcanzar concentraciones excesivas.
La actividad volcánica cubre las áreas vecinas con sus emanaciones ya sean
sólidas en forma de cenizas, o gaseosas con aportes de diversos compuestos
oxidados de azufre que generan una fuerte acidez en el suelo. En este caso,
más que la contaminación por el elemento aportado puede producirse otra
inducida que eleva la solubilidad de algún elemento preexistente.
La atmósfera puede servir de vehículo para la introducción de elementos extraños
en el suelo bajo diferentes estados físicos. En forma sólida, el polvo provenientede lejanas zonas puede provocar una sobreconcentración de algún elemento, o
la dilución de los nutrientes presentes como es el caso de las nubes de polvo
ricas en cuarzo y cuyo origen son las conocidas calimas.
En zonas costeras, los fuertes vientos generan aerosoles con diminutas gotas
de agua que pueden alcanzar a extensas franjas costeras en las que elevan la
salinidad. Este efecto adquiere una especial relevancia en las zonas áridas o
semiáridas en las que la lluvia es insuficiente para provocar el lavado de las
sales añadidas.
Por último, tenemos la contaminación gaseosa, que si bien puede considerarse
inducida porque el desprendimiento de gases suele ser de origen antrópico, su
distribución es natural pues no siempre se produce en el lugar en que se origina
sino que puede alcanzar zonas lejanas debidas al régimen de vientos dominantes.
1.2. Contaminación antrópica.
Uno de los principales agentes contaminantes del suelo es la industria, que
genera residuos sólidos que se depositan sobre los suelos vecinos y cuyo efecto
suele ser reducido en el espacio pero persistente en el tiempo. Los residuos
líquidos tienen un efecto más extendido en el espacio y de más difícil control,
pues además de los suelos afectados directamente por ellos, al incorporarse a
las aguas superficiales pueden extenderse a zonas relativamente lejanas y que
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En este sentido juega un importante papel el suelo, porque ofrece unas
condiciones en las cuales la disponibilidad de cada agente contaminante puede
variar en lo referente a solubilidad, posibilidad de ser retenido o complejado,
degradado o eliminado.
También el ser vivo receptor de la acción nociva presenta una susceptibilidad
diferente, por lo que la biodisponibilidad hay que enfocarla para cada receptor
concreto. De este modo, un agente contaminante puede manifestar una
determinada biodisponibilidad para un cierto organismo o grupo de ellos, pero
como en el sistema suelo una misma función puede ser desempeñada por
organismos diferentes, es posible que la funcionalidad quede garantizada y el
efecto sobre el suelo no sea significativo.
Movilidad. Es la capacidad para extenderse a lo largo del suelo y hacia otros
sistemas con él relacionados. Esta característica es fundamental a la hora de
determinar la magnitud del problema creado, pues por muy alta que sea la
biodisponibilidad y la nocividad de un determinado agente, si su acción está
localizada en el punto en que se incorpora al suelo, los efectos apenas se dejarán
notar; por el contrario una sustancia o acción qua actúe en un gran volumen de
suelo, aunque sus efectos sean muy pequeños, el influjo final será muy
importante.
Persistencia. Es la capacidad para permanecer en el suelo sin ser neutralizado o
degradado. Esta característica marca el otro parámetro de la extensión del efectonocivo, que es el factor tiempo. Pequeñas acciones duraderas pueden conseguir
mayores efectos que grandes daños esporádicos.
Existen diversos tipos de agentes contaminantes cuya procedencia es muy
variada. No todos son activos sino que existen otros pasivos cuyo papel principal
es provocar una dilución de los elementos que proporcionan la fertilidad del
suelo. Este es el caso de las sustancias inertes que llegan al suelo procedentes
de escombreras, que generalmente no contienen elementos nocivos para las
plantas ni los microorganismos pero diluyen los nutrientes. En este apartado
hay que incluir los depósitos de gravas de extracciones cercanas o de canteras
y minas que no poséan efecto contaminante por no contener restos de los
minerales extraídos.
En el caso de escombros procedentes de la construcción, no son tan inocuos
como pueden parecer pues contienen abundante yeso que incrementa la
salinidad, aluminio, hierro y otros metales con ellos aleados que pueden alcanzar
niveles tóxicos en el suelo y bajas cantidades de plomo, cadmio y cinc
primordialmente procedentes de los restos de pinturas. El cemento, ladrillos,
áridos y cerámicas, terminan incorporándose al suelo por un proceso de alteración
mineral muy lento, que va a cambiar sus propiedades pero no necesariamente
en un sentido desfavorable.
Al suelo llega también una apreciable cantidad de metales pesados procedentes
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de los desechos industriales, residuos domésticos y muy diversas actividades humanas. Los aportes no
suelen ser importantes en algunos casos, como los residuos urbanos, pero por su continuidad en el
tiempo pueden terminar ocasionando graves perturbaciones.
Un agente muy común son las lluvias ácidas que modifican el pH del suelo y pueden incrementar la
concentración de elementos nocivos, presentes en el suelo pero inmovilizados por insolubilización. El
efecto de las lluvias ácidas es muy importante en la áreas industriales, pero se produce en todas las
zonas con mayor o menor intensidad. Estas proceden de la oxidación en la atmósfera de diversos óxidos
de nitrógeno y azufre que en contacto con el agua atmósferica generan grandes cantidades de ácidos
sulfúrico y nítrico preferentemente. Además de los desprendimientos industriales colaboran en este
fenómeno el consumo de combustibles fósiles de los vehículos terrestres y aéreos, así como la propia
desnitrificación del suelo.
El uso del suelo conlleva, a veces, la aportación de fertilizantes de forma excesiva que también modifica
las condiciones naturales del mismo, si bien el máximo grado de contaminación lo ejercen los pesticidas.
2. Contaminantes específicos.
La contaminación del suelo y de las aguas es un proceso influído por una serie de agentes contaminantes, cada
uno se comporta de forma diferente y ejerce un efecto distinto, tanto por su naturaleza como por la del agente
receptor. No obstante se pueden agrupar por su efecto o por su origen; seguiremos este segundo criterio por lo
que iremos analizando los siguientes grupos:
Contaminación por fertilizantes.
Contaminación por pesticidas.
Contaminación por metales pesados.
Lluvia ácida.
Otros tipos de contaminantes.
2.1. Contaminación por Fertilizantes.
El suelo es capaz de suministrar nutrientes a las plantas cuando se encuentran en equilibrio con él, como
sucede en los suelos vírgenes. En los cultivos existen factores de desequilibrio que hacen imposible que lo
anterior se cumpla. El primero es la fuerte exportación de material con lo cual se interrumpen los ciclosbiogeoquímicos, además se introducen especies extrañas a la vegetación natural del suelo, con lo que se
generan demandas para las que el suelo puede no estar preparado. Aún suponiendo que las demandas
estuviesen acordes con la capacidad del suelo para suministrar nutrientes, no existe una diversidad adecuada
que explore diversas posiciones del suelo y que demande proporciones diferentes, sino que se suelen repetir
los cultivos intensificando determinadas demandas que impiden el desarrollo normal de la alteración mineral
y de la mineralización orgánica. Si todo esto fuese poco, se exigen unos rendimientos superiores a los que se
generan en la vegetación natural.
De todo lo anterior se desprende la necesidad de adicionar una serie de elementos cuyo consumo por el
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cultivo excede a la capacidad de suministro del suelo, se hace imprescindible la utilización de los abonos. La
nutrición vegetal utiliza una serie de elementos químicos en proporciones variables, entre los considerados
macronutrientes destacan los llamados esenciales, nitrógeno, fósforo y potasio, que figuran en todos los
planes de abonado de los cultivos.
Hay dos aspectos fundamentales en la adición de estos elementos al suelo, uno que ha de hacerse en forma
iónica directa o facilmente asimilables, y otra que nunca están constituídos por sustancias puras sino que van
acompañados de una numerosa corte de elementos, algunos de los cuales pueden resultar nocivos para la
propia planta, para sus consumidores o para las aguas, a las que pueden pasar por lavado del suelo.
Una consecuencia que suele llevar aparejada el uso de abonos es la modificación del pH del suelo, en diferente
sentido según el tipo empleado. Si bien el principal efecto de los abonos está relacionado con una aplicación
discordante con las necesidades del cultivo, lo que provoca que existan excesos de algunos elementos que
pueden lavarse y pasar a las aguas freáticas y de ellas a las de consumo.Para mejor comprender las acciones que ejercen los abonos será conveniente pasar revista a las formas más
utilizadas de los elementos principales.
En el caso de los abonos nitrogenados se ha de tener en cuenta que la forma asimilable por las plantas es,
primordialmente, la nítrica y en segundo lugar la amoniacal, salvo en algunos cultivos, como el arroz, en que
se hace de forma inversa. Las formas orgánicas no suelen ser directamente asimilables, salvo casos muy
excepcionales.
Los abonos nitrogenados tienen un nivel óptimo de utilización, superado el cual no existe incremento de
rendimiento, por lo que los excedentes pueden ser lavados, si se encuentran en forma soluble o pueden ser
arrastrados desde la superficie por las aguas de escorrentía, en ambos casos pueden llegar a las aguasfreáticas o superficiales.
Su paso a las aguas, cuando es en forma excesiva, puede resultar tóxico para los animales y para el hombre.
Los nitratos no son perjudiciales en sí mismos pero pueden sufrir una reducción hacia nitritos e incluso
nitrosaminas, que sí tienen toxicidad e incluso a las últimas se las considera cancerígenas.
Este proceso reductor puede llevarse a cabo en el intestino humano, por lo cual no es necesario que se
produzca ninguna transformación en su paso por el agua. Por ello puede resultar peligrosa una aplicación
excesiva en ciertos cultivos, como la espinaca, que pueden almacenar grandes cantidades de nitrato cuando
lo absorben de forma excesiva.
El paso a las aguas puede provocar en las mismas una sobreeutrofización que lleva a un crecimiento desmedido
de la población de algas y otras formas vegetales acuáticas. Cuando se desarrollan en exceso en la superficie,
impiden el paso de luz y evitan la proliferación de formas verdes en las zonas profundas, lo que hace disminuir
la formación de oxígeno por ellas. Simultáneamente puede surgir, al amparo de la excesiva proliferación
vegetal, un crecimiento desmedido de la microfauna, con una demanda de oxígeno muy elevada.
La disminución en la producción de oxígeno y el aumento de la demanda puede disminuir la aerobiosis del
medio acuático e incluso convertirlo en un medio anaerobio, con el consiguiente cambio en la microflora
existente. Esta anaerobiosis hace que los procesos oxidativos que facilitan la degradación de las innumerables
sustancias orgánicas que llegan a los ríos, decrezcan y con ello lo haga su capacidad depuradora.
Al tiempo y en el caso de los compuestos nitrogenados que nos ocupan, se puede producir una reducción delos nitratos con formación de las sustancias tóxicas que antes apuntamos, que ya pueden ser consumidas
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directamente sin necesidad de reducción intestinal. No obstante, hay que señalar que los tratamientos
oxidativos a que se somenten las aguas de bebida, pueden oxidar parte de estos compuestos.
Abonos nitrogenadosNitratos Sódico
Cálcico
Amónico
Amónico cálcico
Potásico
Amónicos Sulfato
Fosfato
Nitrosulfáto
Orgánicos Cianamida cálcica
Urea
Urea-form
Volviendo a la forma de aplicación del nitrógeno, en la tabla adjunta se observa que son tres las formas
principales: nítrica, amoniacal y orgánica.
Las formas nítricas son de acción inmediata pero de escasa permanencia en el suelo, el excedente de la
absorción se lava con facilidad por la elevada solubilidad que presentan y la escasa capacidad del suelo
para retenerlos. Su aplicación debe hacerse de forma fraccionada en pequeñas dosis y en suelos que notengan una permeabilidad excesiva. Pueden ser muy útiles para tratamientos de choque o en suelos con
una actividad biológica escasa.
Desde el punto de vista de su acción sobre el suelo, las formas cálcicas y sódicas provocarán una elevación
del pH, que puede ser útil en suelos ácidos. El resto tiene poca incidencia por la absorción simultánea del
anión y el catión.
Las formas amónicas requieren una oxidación previa por la microflora edáfica para transformarse en
nítricas, que se absorben con mayor facilidad. Tienen la ventaja de poder fijarse en el complejo absorbente
a la espera de su utilización por lo que su lavado es menor que en las formas nítricas. Su permanencia es
mayor y puede distanciarse más su aplicación. Pueden aplicarse a suelos más permeables sin que el riesgo
de lavado sea excesivo.
La oxidación que han de sufrir no las hace adecuadas en medios reductores salvo en cultivos que las
absorban directamente, como el arroz. Esa oxidación provoca el cambio de una base como el amonio en
ácido nítrico, lo cual crea una fuerte acidificación del suelo que es conveniente neutralizar,
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2.2.1. Naturaleza de los plaguicidasDentro de los plaguicidas encontramos diversos grupos de acuerdo con su estructura química, que
presentan características comunes en cuanto a su forma de acción, toxicidad, persistencia y
peligrosidad para los vertebrados incluído el hombre.
Derivados halogenados.
Son fundamentalmente insecticidas aunque algunos tienen propiedades fungicidas, acaricidas y
herbicidas. Los más frecuentes son los compuestos clorados. De hecho el miembro del grupo que ha
sido más utilizado es el DDT o diclorodifeniltricloroetano, que provocó una auténtica revolución en
su tiempo, allá por 1940, dada su fácil síntesis y su bajo precio, razón por la cual se mantiene su uso
a pesar de las recomendaciones en contra del mismo y de la prohibición que existe en un gran
número de países. Poseen una alta toxicidad para los insectos, actuando sobre su sistema nervioso
al que llegan a través de su cutícula.
Presentan una persistencia muy elevada lo que los hace especialmente peligrosos, esta ha sido la
principal causa de la prohibición del miembro más destacado del grupo, el DDT, y de alguno más.
J unto a esta característica está la de su bioacumulación en los tejidos adiposos de los vertebrados
que hace que premanezcan en los organismos durante un largo tiempo y que las concentraciones
sean cada vez mayores, aunque no está claro que se produzcan movilizaciones posteriores que den
lugar a intoxicaciones graves.
Aparecen tres tipos diferentes dentro del grupo:
Derivados halogenados de hidrocarburos alifáticos.
Derivados halogenados de hidrocarburos alicíclicos.
Derivados halogenados aromáticos.
Compuestos organofosforados.
Son ésteres o amidas derivadas del ácido fosfórico, tiofosfórico, ditiofosfórico, fosfónico y fosfínico.
Su mayor actividad es como insecticidas, aunque algunos de ellos presentan actividad nematicida,fungicida y herbicida. Estos compuestos son más selectivos que los derivados halogenados por lo
que se reduce el peligro de eliminación de otros insectos que puedan ser beneficiosos, como los
polinizadores.
Entre los compuestos organofosforados destacan: paratión, metilparatión, malatión y forano.
Carbamatos.
Son derivados del ácido carbámico, tiocarbámico y ditiocarbámico, en los que se sustituye un grupo
alcohólico por uno ámino. El primer insecticida introducido fue el sevín, producto de gran actividad
y amplio espectro de acción, siendo además barato, estable y relativamente poco tóxico.
Estos plaguicidas presentan algunas ventajas frente a los organofosforados como son su eficacia
contra insectos resistentes a estos últimos y su mayor seguridad de manejo, pero también presentan
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procedimiento es muy selectivo, no genera resistencia o lo hace de una forma extraordinariamente
lenta y, sobre todo, no deja residuos que contaminen el suelo, las aguas o la atmósfera. Su principal
inconveniente es que requiere de personal especializado y de un conocimiento exhaustivo de la
especie a atacar y de la atacante, para impedir que el remedio sea peor que la enfermedad. Los
insectos depredadores y parásitos, así como las aves y otros vertebrados insectívoros presentan la
ventaja de que buscan y encuentran la plaga, pueden aumentar en número y extenderse por sí
mismos. El inconveniente es que comienzan a ser efectivos cuando el insecto que constituye la
plaga es tan numeroso que ya ha causado daños.
Los pesticidas microbianos son preparados de virus y bacterias que se rocían de la misma manera
que un producto químico. Están compuestos del patógeno en cuestión y de alguna sustancia que lo
mantiene viable y además facilita su pulverización y posterior dispersión. Los preparados más comunes
y además de gran eficacia son a base de Bacillus thuringensis. Se emplea contra mariposa y susestadíos larvarios aunque es tóxico para las lombrices. La ventaja de estos pesticidas es que se
pueden producir, empaquetar, distribuir y aplicar de la misma forma que los productos de síntesis.
Como desventaja decir que su efectividad puede variar con las condiciones ambientales y que
requieren un periodo de tiempo antes de comenzar a actuar.
Otra forma de control es el impedimento de la reproducción. La suelta de machos esterilizados es
uno de los métodos que más éxitos a cosechado en el control de plagas. Su mecanismo de acción se
basa en reducir el número de individuos de la plaga haciendo que fracase su cópula. La esterilización
se logra mediante tratamiento con rayos gamma o con quimioesterilizantes. Una vez esterilizados
se sueltan en la zona afectada teniendo en cuenta que el número de machos estériles tiene que ser
mayor que el de machos de la plaga. Este método es el más específico, no deja residuos y no esposible la creación de resistencias ya que el arma de lucha es ella misma. Por contra requiere la
repetición periódica de la operación para mantener los niveles de la plaga en umbrales no dañinos y
además se necesita personal especializado que calcule el número de machos esterilizados necesarios
y el momento de suelta.
La captura se hace mediante el empleo de feromonas que es otro método de lucha de gran éxito.
Las feromonas son sustancias volátiles, secretadas en pequeñísimas cantidades por los propios
insectos y que intervienen en el apareamiento, atrayendo al otro sexo desde largas distancias e
induciendo al cortejo cuando ambos están cerca. Las feromonas empleadas en la lucha contra las
plagas son moléculas de síntesis química homólogas a las naturales. Se pueden usar de dos maneras:
bien impregnando una trampa para concentrar un gran número de individuos y tratarlos eficazmente
con un insecticida o bien saturando la atmósfera para lograr la confusión del insecto. Son muy
específicas, con nula toxicidad pero en muchas ocasiones no pueden competir con las naturales.
Los métodos de cultivo pueden dificultar el desarrollo de las plagas en el área en que se desarrollan,
para ello han de procurar eliminar los refugios naturales de los individuos que constituyen la plaga.
La eliminación de las malas hierbas o de los restos de cosecha ayudan a conseguir el objetivo citado.
La mayor parte de las plagas presentan una especificidad más o menos marcada, de este modo solo
pueden resistir cuando encuentran plantas adecuadas a sus necesidades, por ello una rotación en
los cultivos obliga a los parásitos a desplazarse de unas zonas a otras con una fuerte disminución delnúmero de individuos. Un cambio de las especies que obligue a una continua modificación de la
población parasitaria, consigue mantener la plaga en unos niveles suficientemente bajos como para
que no constituyan un problema grave. Al mismo tiempo es necesario mantener la zona libre de
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plantas de similares características a las del cultivo y que podrían servir de reservorio del parásito.
Otra forma de lucha, es dificultar el ataque del parasito lo que puede conseguirse manteniendo al
cultivo en buenas condiciones de nutrición. Estas condiciones no siempre son las que tienden hacia
una mayor productividad, sino las que mantienen un crecimiento equilibrado de la planta, sobre
todo en lo referente a la resistencia de sus paredes celulares.
Todo lo anterior puede complementarse con el empleo de variedades resistentes; este tipo de
variedades debido a procesos de selección son poco susceptibles al ataque de los insectos. Esta
resistencia se basa en propiedades tales como tener concentraciones de nutrientes diferentes a las
plantas normales, poseer distinta textura o tamaño de hoja, o por secretar gomas o resinas tóxicas
o pegajosas.
Durante las últimas décadas se ha producido un cambio fundamental en relación a las plagas. Se ha
comprendido que el objetivo no es erradicar ninguna especie dañina, esto es prácticamente imposible
y puede provocar desequilibrios naturales impredecibles, sino que es el intentar mantener a los
organismos parásitos por debajo del umbral de daños. Este es el principio fundamental del control
integrado que se basa en mantener las plagas dentro de los límites aceptables, para ello se pretende
la explotación de los factores naturales de mortalidad, dejando como recurso final los métodos de
lucha aceptables desde el punto de vista económico, ecológico y toxicológico.
El ideal del control integrado es utilizar métodos preventivos para evitar que la plaga no alcance
nunca los niveles de densidad dañina y en el caso de alcanzarse estos niveles emplear cualquier tipo
de lucha química o biológica para lograr el retorno al punto por debajo del umbral de tolerancia. Estalucha química o biológica se deberá ajustar al ecosistema agrícola y a la plaga objeto de control.
Para lograr estos objetivos debe seleccionarse cuidadosamenteel tipo de sustancia a emplear
procurando la máxima especificidad en el ataque a la plaga, ello permitirá utilizar una dosis mínima,
incluso conjugando la acción de tipos diferentes.
Una última recomendación sería la selección de aquellos que posean un bajo efecto residual y que
sean de eliminación fácil y rápida, en este sentido pueden presentar ventajas los de origen natural
y no sintético, a los que el suelo está más adaptado para su degradación; en la actualidad se
ensayan numerosos derivados vegetales con efecto insecticida y de fácil degradación, no olvidemos
que el lindane o las piretrinas fueron de los primeros insecticidas utilizados estando la razón de su
ineficacia en la respuesta de los insectos que se fueron haciendo resistentes a los mismos. En este
punto surge una nueva necesidad que es la alternancia de los principios para evitar que se desarrollen
variedades resistentes.
De cualquier forma siempre existirá el problema de la eliminación de los excedentes aplicados que
cuando no son excesivos tanto los medios edáficos como los acuáticos están preparados para ello.
Esta eliminación pasa siempre por la descomposición del producto que puede tener lugar por vía
química o biológica. La desaparición del suelo puede llevarse a cabo por descomposición o por
transferencia a otros medios, por ello vamos a analizar someramente estos tres procesos:
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Descomposición química.
La descomposición química puede llevarse a cabo por una serie de mecanismos diversos en función
de la composición del pesticida y de los grupos activos presentes en su molécula. Es un proceso de
menor intensidad que la degradación biológica y solo tiene lugar en determinadas condiciones. Los
procesos más usuales son los relacionados con la oxido-reducción y la hidrólisis, en los medios
acuáticos adquiere una gran importancia la fotolisis.
En el proceso de descomposición química intervienen factores debidos al propio pesticida como:
Estructura química. Su influencia es obvia en el mecanismo que provoca la descomposición.
Coeficiente de reparto. Regula la presencia en solución del pesticida y la distribución de la parteadsorbida entre los coloides minerales y orgánicos. Este último aspecto regula los procesos de
descomposición química y biológica.
Solubilidad. Obviamente las reacciones químicas tienen lugar en solución, por lo que los más
solubles serán más susceptibles de degradar químicamente.
Adsorción. La posibilidad de que el pesticida se encuentre en solución está en función de su
capacidad para ser adsorbido por los coloides.
Dosis. Cuanto más alta mayor es la concentración y más elevada será su degradación. Este hecho
está relacionado con el concepto de vida media.
Presentación. Las formas líquidas o los pesticidas aplicados en solución son mucho más susceptibles
de degradación que los aplicados en forma sólida.
pKa, pKb. Estos valores son los que marcan la naturaleza catiónica o aniónica del pesticida, algo
que va a influir notablemente en la forma que puede llevarse a cabo su destrucción.
Otros se deben al suelo como:
pH . Además de su efecto sobre los procesos de hidrólisis, deshalogenación, hidroxilación y otros, lohace de manera indirecta sobre los que tienen que ver con procesos de oxidación y reducción, por
el efecto del pH sobre la capacidad oxidante o reductora de un medio.
Potencial redox. Su influencia es obvia en todos los procesos oxidativos o reductores.
Estructura y textura. La estructura regula el espacio poroso del suelo y la aireación, lo que
favorece los procesos en que se ve involucrado el oxígeno. La textura es la responsable de la
presencia de coloides minerales que regulan la adsorción; al mismo tiempo es la responsable directa
de la estructura.
Por último, hay otros factores relacionados con el medio como:
Te mp er at ur a. Cuanto más alta mayor es la actividad de las moléculas de los pesticidas y mayor su
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Pluviometría. Es la responsable de la humedad del suelo, regula el movimiento de las sustancias y
procura un medio líquido en el que se han de desarrollar las reacciones químicas.
Descomposición biológica.
La descomposición biológica es el mecanismo principal de la descomposición de los pesticidas en el
suelo. La transformación microbiana puede tratarse de una autentica biodegradación, cuando los
microorganismos toman al pesticida como sustrato para su propio crecimiento, parte del mismo
puede ser utilizado en la construcción de las estructuras microbianas y la mayor parte termina en
forma de dióxido de carbono, agua y sales minerales, se trata de una autentica mineralización con
desaparición completa del pesticida.
En otras ocasiones se trata de un cometabolismo, en este caso se produce una transformación de laestructura del pesticida sin que pueda considerarse que se utiliza como fuente de energía para el
microorganismo. El catabolito resultante ya no posee la acción inicial pero puede tener otrso efectos,
en muchas ocasiones desconocidos y cuya toxicidad puede ser variable.
Los microorganismos pueden incorporar al pesticida a su propio organismo provocando una
acumulación, seguida de una liberación a la muerte del organismo captor.
Algunos microorganismos pueden realizar una polimerización o conjugación del pesticida. Es un
efecto similar al que realizan con los precursores húmicos al transformarlos en sustancias húmicas.
El polimero formado es menos movil que el original y carece de su efecto, si bien no tiene por qué
resultar inocuo.
Por último pueden ejercer una acción semejante a la que tiene lugar en el suelo de forma abiótica,
se trata de procesos de oxidación, de reducción o de hidrólisis.
Las bacterias son los principales organismos implicados en la degradación de los pesticidas. El
primer paso suele ser realizado por bacterias heterótrofas y actinomicetos, seguidos de bacterias
autótrofas, hongos, incluidos basidiomicetos, y protozoos específicos.
La biodegradación suele ser máxima en medio aerobios aunque también tiene lugar en medios
anaerobios, incluso sobre una misma sustancia como es el caso del DDT. En medios aerobios seproduce una deshalogenación por liberación de HCl y formación de un doble enlace en el etano, y en
medios anaerobios el resultado es el mismo pero por captación de una molecula de hidrógeno, que
deja en dicloroetano el tricloroetano precedente.
Por último, está la acción de las plantas superiores que absorben el producto y pueden metabolizarlo
por procedimientos semejantes a los utilizados por los microorganismos. Esta absorción puede
causar su muerte como en el caso de los herbicidas, o servir para su defensa en el caso de los
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2.4. Lluvia ácida.
Cuando la atmósfera recibe fuertes dosis de óxidos de azufre y nitrógeno, por reacciones químicas complejasestos compuestos se convierten parcialmente en ácido sulfúrico y ácido nítrico. Algunas de esas partículasácidas desaparecen por gravedad o por impacto contra el suelo, edificios, plantas, etcétera: es la llamadaprecipitación seca. Otras, permanecen en la atmósfera, se combinan con la humedad de las nubes y caen conla lluvia, la nieve y el rocío: es la lluvia ácida.
El carbón, así como otros combustibles minerales, son los responsables de verter a la atmósfera el óxido deazufre. Las altas temperaturas de las combustiones combinan químicamente el nitrógeno y el oxígeno presentesen el aire y forman el óxido de nitrógeno.
Las centrales eléctricas, las industrias grandes y pequeñas y las casas donde se combustiona carbón son losresponsables, junto a los usuarios de petróleo, de este tipo de contaminación.
El pH es el símbolo que utiliza la química para medir la ácidez o alcalinidad de las soluciones (equivale allogaritmo decimal negativo de la concentración de iones hidrógeno). Una solución neutra tiene un pH de 5,6a 7 (la escala va de 0,0 a 14,0), por debajo de 5,6 se considera medio ácido y por encima de 7,0, medioalcalino.
La llamada lluvia ácida tiene un pH inferior a 5,6 y puede ir hasta 2,5 y excepcionalmente 1,5.Una solución con un pH 6 es diez veces más ácida que una de pH 7, una de pH 5, cien veces más ácida. Laproporción se va multiplicando por diez a medida que disminuyen los valores del pH.
Los efectos de la lluvia y la precipitación ácida en lagos y corrientes de aguas implica la muerte de crustáceos,insectos acuáticos y moluscos y la desaparición del fitoplancton, lo que provoca con el tiempo la imposibilidadde sobrevivencia del resto de la fauna por falta de alimento y vuelve los lagos transparentes.
En el suelo, la ácidez penetra en la tierra y afecta las raíces de los árboles, al tiempo que sus hojas se venafectadas también directamente por las gotas de lluvia que reciben. El proceso de envenenamiento de la floratermina con la muerte de las plantas y árboles.
Los edificios y las construcciones de hormigón también se ven seriamente afectados, deben ser continuamenterestaurados, y en los animales se ha observado pérdida de pelo y desgaste prematuro de mandíbulas entre
otras afecciones.
La consecuencia de la lluvia ácida en el ser humano determina un incremento muy importante de las afeccionesrespiratorias (asma, bronquitis crónica, síndrome de Krupp, etcétera) y un aumento de los casos de cáncer.
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Contenido en el suelo.
Fuentes principales.
La contaminación debilita todo el organismo, sea humano, vegetal o animal, y eso provoca una disminuciónde las defensas y una mayor disposición a contraer enfermedades. Los más afectados son los niños, las
personas mayores, las mujeres embarazadas y los aquejados de dolencias crónicas como corazón, circulacióny asma.