Hasta hace relativamente pocos años, la Agricultura ha estado libre de las presiones medioambientales pro considerarse actividad no peligrosa desde el punto de vista de la contaminación ambiental. Pero es evidente, que el hombre ha sido capaz de manipular el medio ambiente utilizando diferentes formas de organización y tecnologías para intentar incrementar la producción de alimentos. Las técnicas intensivas de cultivos, han producido unos innegables beneficios económicos y sociales; sin embargo, de forma paralela, se ha generado una serie de efectos negativos debido tanto a la utilización intensiva de los recursos como a la emisión de contaminantes: la erosión del suelo, la pérdida de nutrientes del mismo o la presencia de sustancias nocivas como pesticidas, sales, iones metálicos, patógenos, etc. Estos problemas, que inciden directamente sobre la calidad del suelo agrícola, se hacen extensibles a las aguas superficiales y subterráneas, y al aire, estableciéndose un ciclo cerrado de contaminación.
Para cuantificar estos efectos y saber sus causas, ha sido necesaria la aplicación de criterios y metodologías de muy diferentes tipos siendo la Física, la Química, las Matemáticas, la Edafología y la Biología, ciencias implicadas en la solución de este tipo de problemas.
En lo que se refiere a la calidad del agua, la principal preocupación se debe al aumento considerable de los niveles de nitratos en las aguas superficiales y subterráneas en los últimos 30 años, así como del contenido de nitrógeno en el suelo, como consecuencia de la contaminación puntual, relacionada con vertidos urbanos o industriales o de granjas de estabulación intensivas, y de la contaminación difusa, producida por actividades relacionadas con la utilización de fertilizantes químicos, estiércoles, purines y de las prácticas agrícolas. De estos dos tipos de contaminación, es la contaminación difusa la más difícil de controlar y la que aporta mayor cantidad de contaminante, y en los países, donde el sector agrario está muy desarrollado, como es el caso de España y de gran parte de Europa, la contaminación por NO-3 está ligada a esta actividad en su doble vertiente agrícola y ganadera.
Por otra parte, la eutrofización, o enriquecimiento de nutrientes de las aguas superficiales, entre ellos el nitrógeno, es un problema medioambiental que puede llegar a ser grave, debido al crecimiento masivo de determinados tipso de algas, que ejemplo de peces, al producirse situaciones de anoxia o falta de oxígeno, al ser este utilizado cuando las algas mueren por las bacterias encargadas de su descomposición.
La presencia del ión nitrato en las aguas subterráneas o superficiales se encuentra en primer lugar en los fertilizantes, fundamentalmente solubles al generar un elevado volumen de N residual, no asimilado en su totalidad por las plantas y cuyo transporte por lixiviación, le conduce hasta la zona saturada del suelo. Este ion es el agente contaminante más rápido que existe en el suelo. Sin embargo, esta rapidez en su desaparición del suelo, lleva aparejada su permanencia en los acuíferos durante décadas, con los problemas toxicológicos que ello conlleva.
El nitrato lixiviado se define como la cantidad de NO-3 que es transportado por el agua que percola por debajo de la zona de crecimiento de las raíces de las plantas. Es evidente, que la cantidad de este ion que no es disponible para la planta y por tanto potencialmente lixiviable, depende de la lluvia y de la evotranspiración, jugando la textura del suelo un importante papel en este proceso. Estas perdidas por drenaje son de cuantía variable pudiendo llegar a ser del orden de cien toneladas de N por hectárea y año. La facilidad de lixiviación del ion nitrato a lo largo del perfil del suelo, se debe a que al no ser retenido por el complejo arcillo-húmico del suelo, por su carga y por su elevada solubilidad, puede moverse fácilmente con el frente de agua del suelo, llegando a las aguas subterráneas con facilidad.
El movimiento del agua en el suelo, es pues fundamental a la hora de predecir este tipo de contaminación, pero aunque los mecanismos del movimiento de solutos en medios porosos han sido estudiados durante décadas, conociéndose las leyes que los gobiernan y existiendo modelos matemáticos que permiten simular satisfactoriamente procesos de contaminación procedente de focos puntuales, en el caso de las fuentes difusas el problema en más complejo.
Durante el periodo de crecimiento de los cultivos, las perdidas por excepto en suelos arenosos que tienen una baja capacidad de retención de agua. Cuando la precipitación es mayor que la evotranspiración el drenaje comienza dependiendo, de las condiciones climáticas y de la cantidad de agua utilizada por el cultivo. La disminución de las pérdidas de nitrógeno, solo puede conseguirse asegurándose que sólo una pequeña cantidad de N quede en el suelo después de la cosecha.
Nadie discute en la actualidad que el uso de fertilizantes químicos es un componente esencial en la Agricultura de hoy, y que la fertilización ha sido una de las prácticas agrícolas que más ha ayudado a la mejora de los rendimientos de producción. Sin embargo, la fertilización en exceso o de forma inadecuada de los suelos agrícolas, produce un incremento de las concentraciones de nitratos en las aguas superficiales y subterráneas que superan los límites aconsejables, ya que las plantas sólo son capaces de aprovechar una fracción relativamente pequeña de los nutrientes añadidos al suelo, siendo el nitrógeno el que presenta una menos eficacia y perdiéndose a veces hasta un 50% de la cantidad añadida al suelo. Para compensar estas pérdidas, se ha vendido utilizando un sistema simple, que es añadir un exceso de fertilizantes al suelo, encareciendo con ello los costes de producción y contribuyendo además a la contaminación del suelo.
Aunque el problema que nos ocupa es la calidad de las aguas, hay que tener en cuenta un hecho importante, que la dinámica del nitrógeno en el suelo en su conjunto, entradas, salidas y los diferentes procesos que intervienen en el transporte y trasformación del N en el mismo, son los que al final, van a condicionar las perdidas de lixiviación.
Por otra parte, hoy en día cada vez más, se utilizan como fuente de nitrógeno, abonos orgánicos procedentes de residuos de la actividad agropecuaria, residuos sólidos urbanos y residuos industriales de la industria agroalimentaria. Estos residuos aportan al suelo nitrógeno en forma orgánica, por lo que deben sufrir en el mismo el proceso previo de mineralización que les permita convertirse en N en forma iónica adecuada para su absorción por las raíces de las plantas.
Hay que considerar por otra parte, que los residuos orgánicos y fundamentalmente el estiércol presenta problemas de contaminación por lixiviación simplemente cuando se almacén, ya que la gran cantidad de residuos generados en las granjas, su naturaleza y la falta de impermeabilización de muchas lagunas y fosas dan lugar a un flujo vertical y lateral de movimiento de nutrientes.
Pero todos estos procesos complejos de los que hemos hablado, por una parte no se pueden aislar entre sí y por otra están condicionados por una serie de factores que dependen de las características físicas, químicas y biológicas del suelo donde se produce la transformación y de los factores climáticos y medioambientales que rodean al mismo. El conocimiento de todos estos procesos y la modelización matemática de los mismos, permite predecir en la medida de lo posible su comportamiento y manejar con una cierta garantía este tipo de compuestos.
Referencias bibliográficas:
- Manual del curso: Análisis y evolución de la contaminación de las aguas subterráneas.
Autor: Fátima Lozano Chico
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