USO AGRÍCOLA DE LODOS RESIDUALES DE

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS

PRESENTA: Dr. EDUARDO GONZÁLEZ FLORES

III SIMPOSIO INTERNACIONAL

DE RESIDUOS EN EL PERÚ

LIMA, PERÚ SEPTIEMBRE 2013

Los lodos residuales son subproductos de los procesos de

tratamiento de aguas residuales municipales o industriales

Cuando los lodos residuales han sido estabilizados por algún proceso físico,

químico o biológico se les denomina biosólidos (SEMARNAT 2002).

INTRODUCCIÓN

Barranca del Conde San Francisco Parque Ecológico Atoyac Sur Alseseca Sur

200 toneladas diarias

2003 Sistema Operador de Agua y

Alcantarillado de Puebla (SOAPAP)

Programa

“Aplicación de biosólidos como mejoradores

de suelos y fuente de nutrientes para maíz”

• 400 t ha-1

• Repetición cada 4 años

• Sin fertilización mineral

• Aplicación exclusiva a cultivos de maíz (Zea Mays L.)

• Comunidades a no más de 25 km de la planta

USO DE LODOS RESIDUALES EN LA AGRICULTURA

VENTAJAS-RECURSO

Aporte de materia orgánica y nutrientes al suelo

Reducción del empleo de fertilizantes minerales

Reducción del flujo de residuos a rellenos sanitarios

e incineradores

INCONVENIENTES-RESIDUO

Aporte excesivo de nutrientes

Acumulación y disponibilidad de metales pesados

Aporte de contaminantes orgánicos

Presencia de organismos patógenos

¿Aumenta la disponibilidad de metales pesados y en consecuencia el riesgo

de su ingreso a las redes tróficas a través de las plantas de maíz?

¿Cuál es el efecto de los biosólidos aplicados a suelos agrícolas sobre la

fertilidad en función del tiempo?

PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN

Determinar el efecto que los biosólidos producen en la fertilidad del

suelo en un periodo de seis años.

Determinar la variación de la disponibilidad de Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb

y Zn suelo en un periodo de seis años.

Determinar el contenido de Cd, Cu, Ni, Pb y Zn en raíz, tallo, hoja y

grano de la planta de maíz.

OBJETIVOS

METODOLOGÍA GENERAL

ZONA DE ESTUDIO

TOMA DE MUESTRAS

2008 2007 2006 2004 2005 2003 Testigo

1 2 4 3 6 5

Toma de muestras de suelo y tejido vegetal se realizó en 2009

Antigüedad de aplicación

• Una sola aplicación de biosólidos

• Incorporación de biosólidos al suelo

• Cultivo de maíz

Suelo

• 10 submuestras por terreno

• Una muestra compuesta por terreno

• 0-30 cm de profundidad

Tejido vegetal

• Tres plantas por terreno

• Una muestra compuesta por terreno

Suelo:

• pH

• Conductividad eléctrica (CE)

• Materia orgánica (MO)

• Capacidad de intercambio catiónico (CIC)

• Nitrógeno total (Nt)

• Nitrógeno de nitratos (N-NO-3)

• Nitrógeno amoniacal (N-NH+4)

• Cationes intercambiables (Na+, K+, Ca++ y Mg++)

• Micronutrimentos: Cu, Fe, Mn y Zn

• Metales extraíbles con DTPA: Cd, Cu, Ni, Pb y Zn

Tejido vegetal

Metales Cd, Cu, Ni, Pb y Zn

en raíz, tallo, hojas, hojas de

elote y grano.

Variables determinadas

Métodos de análisis de suelo y

tejido vegetal

1. Para los parámetros de fertilidad el suelo (pH, materia orgánica,

CE, CIC, Nt, N-NH3, N-NH4+, etc.) se emplearon los métodos

establecidos en la (SEMARNAT, 2000).

2. Para la determinación de la disponibilidad de Cd, Cu, Fe, Mn,

Ni, Pb y Zn en suelo, se empleó el método de extracción con

DTPA (ácido dietilen-triamin-pentacético), establecido en

(SEMARNAT, 2000).

3. Para la determinación de Cd, Cu, Ni, Pb y Zn en las muestras de

tejido vegetal se empleo una digestión húmeda con H2SO4 y

H2O2 , (López-Ritas y López-Mélida, 1978).

4. La cuantificación en los extractos de suelo y tejido vegetal se

realizó por espectroscopia de emisión atómica de plasma

acoplado inductivamente (ICP-AES)

RESULTADOS

pH

Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)

Testigo 1 2 3 4 5 6

pH

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

7.6

Fertilidad del suelo

MATERIA ORGÁNICA

Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)

Testigo 1 2 3 4 5 6

% M

ate

ria O

rgánic

a

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Materia Orgánica

CIC

Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)

Testigo 1 2 3 4 5 6

CIC

(m

eq 1

00

g-1

)

10

20

30

40

50

60

Capacidad de Intercambio Catiónico

NITROGENO NITRATOS

Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)

Testigo 1 2 3 4 5 6

N.N

O3 (

pp

m)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Nitrógeno de Nitratos

Parámetros

Antigüedad

aplicación

biosólidos

(años)

CE

(ds m-1)

N-NH+4

(ppm)

Nt

(%)

P

(ppm)

K int

(cmolckg-1)

Ca int

(cmolckg-1)

Mg int

(cmolckg-1)

Na int

(cmolckg-1)

Testigo 0.41 10.3 0.01 17.48 0.26 12.30 5.40 0.31

1 2.93 15.27 0.04 68.00 0.19 41.90 7.10 0.35

2 4.36 16.74 0.12 195.50 0.37 46.30 10.50 0.52

3 2.92 14.16 0.06 136.00 0.26 46.30 7.50 0.33

4 0.48 10.94 0.02 59.50 0.35 25.30 7.40 0.27

5 1.57 4.5 0.03 72.25 0.39 28.40 8.80 0.37

6 0.85 9.1 0.03 88.22 0.46 20.20 5.50 0.29

Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)

Testigo 1 2 3 4 5 6

Concentr

ació

n (

mg k

g-1

)

0

5

10

15

20

25

Cu

Zn

Fe

Mn

Ni

Pb

METALES EXTRAÍBLES CON DTPA

RAÍZ

Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)

TESTIGO 1 2 3 4 5 6

Conce

ntr

aci

ón (

mg k

g-1

)

0

10

20

30

40

50

60

Cu

Ni

Zn

CONCENTRACIÓN DE Cd, Cu, Ni, Pb y Zn EN

TEJIDO VEGETAL DE MAÍZ

TALLO

Antigúedad Aplicación Biosólidos (años)

TESTIGO 1 2 3 4 5 6

Conce

ntr

aci

ón (

mg k

g-1

)

0

10

20

30

40

50 Cu

Zn

HOJAS

Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)

TESTIGO 1 2 3 4 5 6

Conce

ntr

aci

ón (

mg k

g-1

)

0

20

40

60

80

100

120

140Cu

Zn

HOJA ELOTE

Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)

TESTIGO 1 2 3 4 5 6

Con

cent

raci

ón (

mg

kg-1

)

0

10

20

30

40

50

60Cu

Zn

GRANO

Antigúedad Aplicación Biosólidos (años)

TESTIGO 1 2 3 4 5 6

Con

cent

raci

ón (

mg

kg-1

)

0

20

40

60

80

100Cu

Zn

* La correlación es significante al nivel 0,05 (bilateral).

** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral).

Metales en la planta Metales extraíbles con DTPA

Cu Zn Ni

Raíz

Cu .667 .612 .271

Ni -.643 -.630 -.348

Zn .837 .834(*) .784

Tallo

Cu .820(*) .733 .767

Zn .933 .884(**) .674

Hoja

Cu .645 .615 .542

Zn .916 .912(**) .786

Grano

Cu .288 .388 .225

Zn .051 .089 -.192

CONCLUSIONES

1. La fertilidad de los suelos mejorados con biosólidos se

incrementa en los primeros tres años después de la aplicación.

Después de cuatro años comienza a disminuir.

2. La disponibilidad de Cu, Fe, Ni, Mn, Pb y Zn se incrementa

durante los primeros tres años después de la aplicación de

biosólidos; se mantienen niveles adecuados de estos elementos

para la planta en el suelo, durante ese lapso.

3. Las concentraciones de Zn en el grano de maíz no representan

un riesgo para la salud humana. La concentración de Cu en se

mantiene en los limites admitidos para ingesta diaria.

LITERATURA CITADA

López-Ritas J. y López-Mélida J. (1978). El diagnóstico de suelos y

plantas. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid, 336 pp.

SEMARNAT (2000). Norma Oficial Mexicana NOM-021-SEMARNAT-

2000. Que establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y

clasificación de suelos, estudio, muestreo y análisis. Secretaria de Medio

Ambiente y Recursos Naturales. Diario Oficial de la Federación. 31 de

diciembre de 2002.

SEMARNAT (2002). Norma Oficial Mexicana NOM-004-SEMARNAT-

2002. Protección ambiental. Lodos y biosólidos. Especificaciones y límites

máximos permisibles de contaminantes para su aprovechamiento y

disposición final. Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales.

Diario Oficial de la Federación. 15 de agosto de 2003.

¡GRACIAS

POR SU ATENCIÓN!

Dr. Eduardo González Flores

edgon2010@hotmail.com