ESTELLER, M.V. Vulnerabilidad de acuíferos frente ao uso de...104Figura 4.- Evolución con la profundidad de las características químicas del agua intersticalen dos puntos de muestreo localizados en el área de riego con aguas residuales(A, B) y en otro punto localizado fuera del área (C) (Chilton et al., 1996)Por otro lado, el agua residual tambiéncontiene concentraciones significativas demetales pesados por lo que el agua subterráneabajo el área de riego presenta concentracionesmás elevadas de metales pesados que en elresto del valle. Sin embargo, la concentración decromo en el agua subterránea es baja, lo cual sedebe a que el cromo se ha acumulado en elterreno, al igual que otros metales pesados..También se ha constatado que lasconcentraciones de cromo en el suelo presentanun alto grado de correlación con el periodo detiempo de riego en cada área.Así mismo, se ha comprobado que el aguaresidual contiene altas concentraciones decoliformes, las cuales se han detectadofrecuentemente en el agua del acuífero somero.La penetración profunda de estas bacterias através de la gruesa secuencia de estratoslacustres y volcánicos parece poco probable.USO DE LODOS RESIDUALES ENAGRICULTURAMARCO TEÓRICOLa mayor parte de los sistemas de tratamientode aguas residuales municipales e industrialesinstalados en Latinoamérica no incluyen elmanejo y disposición de los lodos residuales quegeneran. Los métodos de disposición utilizadosactualmente son, esencialmente, basureros acielo abierto, vertidos al drenaje o a corrientessuperficiales, rellenos sanitarios e incineración.Esto provoca contaminación ambiental debido alos altos contenidos de patógenos, metalespesados y tóxicos orgánicos que presentan estoslodos.Las tecnologías más utilizadas hasta elmomento para evitar esta problemáticacomienzan a ser reemplazadas por nuevosprocedimientos tales como la digestión alcalina,el composteo y la aplicación del lodo de maneradirecta al suelo, previa estabilización con cal odigestión aerobía o anaerobia. Estosprocedimientos permiten emplear lodos enagricultura con el fin de aprovechar suscaracterísticas ya que los lodos puede utilizarsecomo acondicionadores de suelos, fertilizantes,en la recuperación de suelos erosionados, enparques, áreas forestales y jardines, así como enviveros (HILLEBOE, 1974).Cuando se realiza un estudio sobre lautilización de lodos en agricultura se debeprestar atención a los siguientes aspectos(CRITES, 1990):• Características del lodo residual.• Aspectos sanitarios y ambientales.• Efecto sobre la explotación agrícola.• Aspectos institucionales y legales.• Aspectos económicos.En la presenta investigación solamente seincidirán sobre el primer punto y algunosaspectos referidos al segundo y tercero, ya quelos restantes apartados van más allá de lo querepresenta este trabajo.Como primer paso, hay que realizar unestudio de las características físicas, químicas ybiológicas del lodo que permitirá conocer suaptitud o inadecuación por posibles afecciones alsuelo, cultivo y agua, así como su capacidadcomo fertilizante y acondicionador de suelos.Los criterios que se utilizan paradeterminar la calidad del lodo para agriculturaestán basados, fundamentalmente, en elcontenido de humedad, sólidos suspendidosvolátiles, carbono orgánico total, nitrógeno totalKjendhal, potasio, calcio, magnesio, fósforo,nitratos, metales pesados (Cd, Pb, Zn, etc),cuenta total de bacterias, coliformes totales yfecales y pH. La elección de estos parámetros sebasa en los posibles problemas que puedenproducir su presencia y/o elevados contenidos, yen que permiten caracterizar sus propiedadescomo fertilizante y acondicionador.A continuación, se debe de estudiar lascaracterísticas de la zona no saturada, incluidosuelo, siendo los aspectos más importantes atener en cuenta (CRITES, 1990):1. Características físicas del suelo: Textura,estructura y espesor del suelo, que incidenen la permeabilidad al aire y al agua y enotros parámetros hidráulicos.2. Características químicas: Fundamentalmenteel pH, conductividad, capacidad deintercambio catiónico, cationesintercambiable y materia orgánica. Estascaracterísticas tienen incidencia sobre lafertilidad del suelo y su capacidad de fijarmetales pesados.3. Características hidráulicas: Velocidad deinfiltración y permeabilidad, que inciden en larapidez con la que el agua puede serabsorbida.Una vez conocidas las características tanto delos lodos como del suelo y zona no saturada, elsiguiente paso es determinar los efectos tantobeneficiosos como perjudiciales que puedeprovocar la aplicación de estos compuestos.ALGUNAS EXPERIENCIASHasta el momento se han llevado a cabo variosestudios en suelos enmendados con lodosresiduales para determinar la presencia deRevista Latino-Americana de Hidrogeologia, n.2, p. 103-113, 2002.
ESTELLER, M.V. Vulnerabilidad de acuíferos frente ao uso de...metales pesados en el suelo (RAMACHANDRA;D´SOUZA, 1997a, 1997b; BELL et al. 1991;WILLIAMS et al. 1985; CHANG et al. 1984;SPOSITO et al., 1982), así como en el sistemasuelo-planta (DUDK; CHLOPECKA, 1990; LANE,1988; MAHLER et al. 1982; JONES et al. 1973).También se han realizado estudios sobre elefecto de la disposición de lodos en laconcentración de nitratos en aguas subterráneas(SPALDING et al. 1993). En estos trabajos sehace especial incidencia en la contaminación pormetales en suelos y plantas pero no se evalúanque procesos se dan en la zona no saturada nicual es la relación entre estas practicas agrícolasy la lixiviación de contaminantes hacia las aguassubterráneas.Se tienen una serie de estudios (en prensa),realizados en la Facultad de Ciencias de laUniversidad Autónoma del Estado de México,referentes a la aplicación de lodos residuales ensuelos agrícolas. Estos trabajos se han llevada acabo en colaboración con Operadora deEcosistemas, empresa que opera las plantas detratamiento Toluca Norte y Oriente. Estosestudios se han basado en la disposición delodos prensados en cultivos de pasto forrajero,maíz y haba; teniendo como resultado unbeneficio de índole productivo con la aplicaciónde los lodos en los tres cultivos, de igual manerase ha observado mayor respuesta deconcentración de nitrógeno y fósforo en la planta,y no se presentan problemas de toxicidad pormetales pesados; sin embargo, se observó en elcultivo de haba una disminución en la cantidadde almidón de manera cualitativa a mayor dosisde aplicación de lodos residuales; por lo que esnecesario realizar estudios respecto a la calidadnutrimental de las plantas.CONTAMINACIÓN DE SUELOS Y AGUAS. ELCASO DEL VALLE DE TOLUCA (ESTADO DEMÉXICO, MÉXICO)Generación de lodos en el Valle de TolucaLa utilización en la agricultura de lodosresiduales, representa una fuente adicional denutrimentos para los cultivos en el Valle deToluca, México, (Figura 1) donde el uso de suelodestinado a la agricultura es del 56% y donde seencuentran instaladas dos grandes plantas detratamiento de aguas residuales urbanas, quegeneran una gran cantidad de lodos residuales(5,304 Ton año -1 , base seca). Si la utilizaciónagrícola de los lodos se lleva a cabo bajo uncontrol, se pueden evitar muchos de losproblemas que esta práctica ocasiona, comopuede ser la lixiviación, a través del suelo, de loscontaminantes presentes en los lodos. Duranteesta lixiviación tiene lugar diferentes procesosbio-físico-químicos que implican la movilización,a diferentes grados, de los contaminantes enfunción de sus propias características y las delmedio sólido, por tanto, puede existir ciertamovilidad de estos elementos y, enconsecuencia, pueden llegar a las aguassubterráneas produciendo su contaminación einutilizando los recursos hídricos subterráneospara abastecimiento público. Ello representa ungran problema en esta zona de estudio, ya quetodas las poblaciones del Valle de Toluca seabastecen de aguas subterráneas. Cabe señalarque la profundidad a la cual se encuentran lasaguas subterráneas en el área de estudio esmuy pequeña, entre los 9 y 16 metros(UNITECNIA, 1996).Por lo anterior, en el presente estudio, seanalizan algunos parámetros fisico-químicos delagua infiltrada en suelos enmendados con lodosresiduales. De esta manera, se intentacomprobar que dicha disposición no implica unacontaminación del agua y del suelo lo cualpermitiría dar una solución al problema dedisposición de lodos. De todos los posiblescontaminantes que pueden presentarse en loslodos, para este estudio se han elegido elnitrógeno y el fósforo, ambos nutrimentos de lasplantas y potenciales contaminantes de lasaguas subterráneas.Estudio en una parcela experimentalLa parcela experimental se encuentra dentro delas instalaciones de la Planta de Tratamiento deAguas Residuales “Toluca Oriente”, donde setrazaron 6 parcelas de 2 X 3 m distribuidas encuadrado latino, 3 son parcelas testigo (PT) y lasrestantes (PE) fueron acondicionadas con 4.5ton ha -1 de lodos residuales en base seca. Enestas parcelas (PE), se manejó un cultivo dehaba (Vicia faba). Las muestras de suelo seobtuvieron utilizando una barrena de tipohelicoidal, tomando muestras a cuatro diferentesprofundidades: 5, 15, 30 y 60 cm con tresrepeticiones, y en dos diferentes periodos, unoantes de incorporar el lodo residual al suelo yotro al final del periodo de cultivo.Los lodos residuales municipales con los quese enmendó el suelo se obtuvieron de laMacroplanta “Toluca Oriente”, que es una plantade lodos activados de variante convencional. Elmuestreo de lodos se realizó según lametodología que marca la EPA (1988). Losanálisis de lodos y suelo se realizaron portriplicado, determinándose los siguientesparámetros: pH 1:2.5 agua destilada y 1:5 KCltextura, (método de Bouyoucos), materiaorgánica (pérdida por ignición para lodo ymétodo de Walkley-Black modificado) capacidadde intercambio catiónico, nitrógeno total (métodoKjeldahl) fósforo disponible,(método de Bray) yconductividad eléctrica (PORTA et al. 1999).Revista Latino-Americana de Hidrogeologia, n.2, p. 103-113, 2002. 108
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