PROFESORADO EN BIOLOGÍA PARA LA EDUCACIÓN

SECUNDARIA

INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACIÓN PROFESIONAL “LA MERCED” N° 8.155

MATERIA:

PROFESORA: DANIELA BARRAZA

AÑO: 2013

Posee capacidad autodepuradora:

i.Actividad Biológica degradación total o parcial de materia orgánica por oxido-reducción.

ii.Actividad Química hidrólisis, oxido-reducción, precipitación, etc.

iii.Capacidad de filtración por adsorción e intercambio iónico retiene contaminantes

Es un medio receptivo por excelencia.

En cuanto a degradación de materia orgánica es la mas importante.

Su poder radica en la cantidad y variedad de microorganismos presentes en el suelo.

Su rendimiento depende:i.La estructura del compuesto orgánico.ii.Tipo de MO presente en el suelo.iii.Concentración del contaminante.iv.pH y humedad del suelo.

Endógenos: acumulación de un componente a concentraciones nocivas para las especies vivas debido a un desequilibrio natural.

Exógenos: son aportes que se realizan a un ritmo superior a la velocidad de asimilación del suelo y conducen a su acumulación y a la alteración del equilibrio natural..

Como consecuencia de precipitaciones acidas sobre suelos arcillosos, el ion Al+3 se moviliza.En suelos piriticos, la oxidación de la pirita trae como consecuencia de la acidificación del suelo. Suelos salinos poseen exceso de iones Na+.

La presencia de óxidos semiconductores como los de Fe, Ti, Zn puede favorecer la oxidación de Mn+2 afectando su asimilación:

TiO2-Mn+2 + O2 TiO2 + MnO2

1. Contaminantes Metálicos

2. Contaminantes Orgánicos

3. Fertilizantes

4. Pesticidas

Los metales pesados se encuentran en el suelo como micronutrientes: Cu, Ni, Co, Zn, Se, Be, Cd, Cr, Pb y Hg.

As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Mn, Mo, Ni, Sb, Se, V, Zn, son vertidos por actividades antropogenicas en el suelo, y dependiendo de la actividad concreta será la cantidad de alguno de ellos que se vierta.

Mn, Cr, Zn y Ni se vierten en mayor cantidad en las cenizas de combustión.

Cu, Pb, Zn se vierten en mayor proporción en los residuos urbanos.

Pb, Zn, Mn y Cu se vierten principalmente por la industria metalúrgica.

Pb, Zn, Mn, Ni y Cu se vierten principalmente por la utilización de turba en agricultura y como combustible.

As, Se, V y Cr en la DS disminuyen por la presencia de óxidos de Fe y Al, estos favorecen interacciones electrostáticas.

CrO4-2 en altas concentraciones se comporta como un fuerte oxidante de materia orgánica pasando a Cr+3 el cual en medios neutros precipita como hidróxido. En bajas concentraciones percola hasta acuíferos subterráneos.

Hg, Pb, As y Cr también son susceptibles a la metilación.

El Hg puede movilizarse también por formación de CH3Hg+, compuesto organometálico liposoluble capaz de atravesar con facilidad las membranas biológicas (piel) e introducirse en la cadena trófica.

En medios oxidantes Hg se encuentra precipitado como Hg(OH)2, en medios poco oxidantes puede reducirse hasta Hg metálico, el cual es muy volátil y puede difundir por los poros del suelo .

La retención de contaminantes orgánicos en el suelo es el factor principal de atenuación de su movimiento en un medio edáfico.

Los compuestos hidrofóbicos permanecen fuertemente retenidos a diferencia de los hidrofílicos que serán lixiviados con facilidad.

Entre cationes y aniones orgánicos, los primeros quedaran fuertemente retenidos debido a la carga preponderantemente negativa del suelo.

Difusión, es el flujo al azar de moléculas a causa de un gradiente de concentración.

Dispersión, movimiento habitual en el medio edáfico mediante el cual las partículas siguen un camino tortuoso, no se produce al azar ya que deja un rastro discernible.Advección o convección, movimiento de una masa de fluido a causa de por ejemplo un gradiente de temperatura, densidad o presión.

Son aplicados de forma abusiva para aumentar el rendimiento de las cosechas.

Estan compuestos por N, P y K, ya sea por separado o formados por mezclas.

Obtención por el proceso de Nitrato de amonio:

N2 + 3H2 NH3 100 atm y 500 °C (Haber)

4NH3 + 7 O2 Pt 4NO2 + 6 H2O

NH3 + HNO3 NH4NO3

El Nitrato de amonio debido a la presencia de dos átomos de N2 representa un 35% en peso de utilidad como fertilizante.

Obtención de urea:

2NH3 + CO2 H2N-CO-NH2 + H2O presiones altas y 200 °C

Los fertilizantes amónicos son de efecto mas lento, ya que para su asimilación por la vegetación, el amoniaco debe oxidarse a ión nitrato

Los fertilizantes a base de fosforo proceden generalmente de rocas sedimentarias denominadas fosforitas.

El fosforo es asimilado en forma iónica, como ortofosfato H2PO4- o HPO4-2 debido al pH del suelo.

Las fosforitas deben ser transformadas para su utilización como fertilizantes mediante tratamientos con ácidos.

A pH acido el fosforo se acompleja con Fe y Al, y a pH alcalino se acompleja con Ca.

3Ca(PO4)2CaF2 + 4H2SO4 + 20 H2O 6CaHPO4.2H2O + 4 CaSO4.2H2O+ 2HF fosfato básico

3Ca(PO4)2CaF2 + 7H2SO4 + 17 H2O 3Ca(H2PO4)2.H2O+ 7CaSO4.2H2O+ 2HF superfosfato normal

3Ca(PO4)2CaF2 + 14H3PO4 + 10H2O 10Ca(H2PO4)2.H2O + 2 HF superfosfato triple

3Ca(PO4)2CaF2 + 14HNO3 + 3H2O 3Ca(H2PO4)2.H2O + 7 Ca(NO3)2 + 2HF nitrofosfato

3Ca(PO4)2CaF2 + 4H2SO4 + 20 H2O 6CaHPO4.2H2O + 4 CaSO4.2H2O+ 2HF fosfato básico

3Ca(PO4)2CaF2 + 7H2SO4 + 17 H2O 3Ca(H2PO4)2.H2O+ 7CaSO4.2H2O+ 2HF superfosfato normal

3Ca(PO4)2CaF2 + 14H3PO4 + 10H2O 10Ca(H2PO4)2.H2O + 2 HF superfosfato triple

3Ca(PO4)2CaF2 + 14HNO3 + 3H2O 3Ca(H2PO4)2.H2O + 7 Ca(NO3)2 + 2HF nitrofosfato

Estas transformaciones también pueden llevarse a cabo por ácidos orgánicos.

Se forman por deshidratación de fosfatos a temperaturas entre 300-1200°C. (NH4)4P2O7

Tienen gran capacidad de acomplejamiento de Fe, y otros cationes micronutrientes.

Liberan gradualmente los micronutrientes así pueden ser asimilados correctamente por las plantas.

Un problema ambiental asociado a este tipo de fertilizantes es la presencia de metales pesados como el Cd.

Existen tambien fertilizantes a base de K, como el KCl o la potasa K2CO3, aunque usualmente el K forma parte de fertilizantes mixtos.

Se denominan según la proporción de nutrientes que lo conforman, por ejemplo: 6-12-8= 6% de Nitrógeno, 12% de Fósforo (P2O5) y 8% de Potasio (K2O5).

Existen fertilizantes orgánicos mixtos, que tienen un efecto mas lento, debido a que ha de producirse la transformación del nutriente a la forma inorgánica quees como lo asimilan las plantas.

Los fosfatos forman compuestos insolubles con iones Fe+3 y Al+3 en medios ácidos y en medios alcalinos con Ca+2 aunque a pH 6,5 se solubilizan y pueden lixiviar.Los nitratos por contrario son muy solubles y su carga negativa también favorece su lixiviación debido a que la mayoría de los suelos posee carga negativa.

Debe tenerse en cuenta que los fertilizantes no son los únicos que contribuyen a su entrada en el suelo.

Fijación de N2 molecular (atmosférico):

3CH2O + 2N2 + 3H2O + 4 H+ 3 CO2 + 4 NH4+

Rhizobium

Nitrificación:

2 NH4+ + 3 O2 2 NO2- + 4 H+ + 2 H2O

2 NO2- + O2 2 NO3-

Nitrosomonas

Nitrobacter

Reducción del ión nitrato:

2 NO3- + CH2O 2NO2- + H2O + CO2Nitrato reductasa

Desnitrificación:

NO3- + 5/4 CH2O + H+ ½ N2 +5/4 CO2 + 35/20 H2OBacterias desnitrificantes

La acumulación de nitratos en el subsuelo puede llevar por lixiviación a estos compuestos a incorporarse en aguas subterráneas o ser arrastrados hacia cauces y reservorios originándose la eutrofización del medio.

La Lixiviación depende: Régimen de pluviosidad. El tipo de suelo. Textura del suelo.

Un exceso de nitratos en el agua puede acarrear serios problemas en la salud humana, cuando los nitritos son transformados en sustancias cancerígenas.

El uso de fertilizantes y abonos nitrogenados da pie a la generación de oxido nitroso N2O, gas muy estable que difunde a la atmosfera y permanece en ella durante años y participa de reacciones de eliminación del O3.

Un pesticida es un compuesto químico utilizado para combatir agentes que constituyen plagas como hongos, insectos, maleza, etc.

Se distinguen en este caso: insecticidas, fungicidas y herbicidas.

Existen alrededor de cien mil formulaciones que implican 1500 principios activos distintos debido a la capacidad de las plagas de volverse resistentes a un mismo pesticida.

Ya en el suelo puede permanecer adsorbido sobre las partículas edáficas y sufrir alguna transformación química o lixiviarse hacia horizontes mas profundos.

Que quede retenido o lixivie depende de la naturaleza química del pesticida, la constitución del suelo y de la concentración de microorganismos edáficos.

Su utilización a disminuido a través de los años debido a que algunos compuestos de esta familia presentan persistencia y bioacumulación.

El problema de la persistencia le permite al pesticida transferirse a los organismos vivos, al medio hídrico subterráneo o superficial.

Son menos estables que los organoclorados, por lo que su persistencia en el medio es inferior y no son bioacumulativos.

No obstante suelen ser muy tóxicos, y hasta fueron usados como arma de guerra.

Se utilizan para el control de plagas como insecticidas, fungicidas y herbicidas.

Son compuestos derivados del acido carbamico H2N-COOH, si se reemplaza el grupo C=O por S=O se denominan tiocarbamatos.

Triazinas, derivados de la urea y compuestos piridínicos y bipiridínicos se utilizan como herbicidas. Compuestos organometálicos de mercurio, estaño y zinc, se utilizan como fungicidas.

Los piretroides actúan hiperexcitando el sistema nervioso del insecto de forma análoga al DDT, con la ventaja de que debido a su alto grado de insaturación se degradan con mayor facilidad.

Su distribución en el suelo depende de su adsorción sobre partículas coloidales, de las características fisicoquímicas, de su solubilidad en el agua y de las propiedades físicas y biológicas del suelo.

Existen diferentes mecanismos de adsorción: 1- Fuerzas de Van der Waals2- Enlaces puente H23- Interacciones Hidrofóbicas4- Intercambio Iónico

Efectos de la adsorción de un pesticida en el suelo:

1- Retarda su degradación debido a la separación del pesticida de la acción de enzimas degradantes.

2- Retarda su acción como pesticida.

3- Puede haber una catálisis para ciertas reacciones químicas en las que interviene el pesticida.

4- Reducción de las perdidas de pesticida por volatilización y lixiviado.

5- Cambios en la toxicidad del pesticida.

Degradación de los pesticidas (acelerada por MO):

1- Oxidación.2- Reducción.3- Hidrolisis.4- Deshalogenación.5- Desalquilación.6- Hidroxilación.7- Condensación.8- Fotodegradación.