12. Contaminación del suelo: orgánicos...

12. Contaminación del suelo: orgánicosGestiónConserv.Suelos

1

. Tipo

s

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conta

mina

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suelo

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. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

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6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s Contaminación del suelo por compuestos orgánicos

1

2

3

Tipos y procedencias

Propiedades del compuesto

Propiedades del suelo4 Procesos5

CS por vertederos urbanos

CS a partir de depósitos subterráneos

6

CS por plaguicidas

CS por fertilizantes

10

11

7

8

CS por residuos industria del olivar

CS por residuos ganaderos9 CS por residuos urbanos


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. Tipo

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9. Ur

bano

s

Contaminantes orgánicos: Compuestos que contienen CARBONO y, por lo general, enlaces C-H

1 Tipos y procedencias


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. Tipo

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. Del

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9. Ur

bano

s

No hay criterios que unifiquen su clasificación, siendo comunes: VOCs (Volatile Organic Compounds)

SVOCs (SemiVolatile Organic Compounds) NAPLs (Non-Aqueous Phase Liquids) PAHs (Polycyclic Aromatic Hidrocarbons) PCBs (PolyChlorinated Biphenyls) BTEX (Benceno, Tolueno, Etilbenceno, Xileno) Combustibles (Fuels) Plaguicidas




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s

(Los grupos se “solapan” entre sí, y un mismo contaminante puede pertenecer a distintos grupos a la vez)

Ej.: Muchos PAHs son también NAPLs, VOCs y SVOCs.La gasolina es un combustible y contiene NAPLs, VOCs, PAHs.

No hay criterios que unifiquen su clasificación, siendo comunes: VOCs (Volatile Organic Compounds)

SVOCs (SemiVolatile Organic Compounds) NAPLs (Non-Aqueous Phase Liquids) PAHs (Polycyclic Aromatic Hidrocarbons) PCBs (PolyChlorinated Biphenyls) BTEX (Benceno, Tolueno, Etilbenceno, Xileno) Combustibles (Fuels) Plaguicidas




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. Tipo

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s

Hidrocarburos que existen como una fase inmiscible y separada cuando entran en contacto con el agua o el aire.

Non-aqueous phase liquids (NAPLs)(Líquidos en fase no acuosa)


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s

Hidrocarburos que existen como una fase inmiscible y separada cuando entran en contacto con el agua o el aire.

Non-aqueous phase liquids (NAPLs)(Líquidos en fase no acuosa)

Light Non-Aqueous Phase Liquids (LNAPLs)

Dense Non-Aqueous Phase Liquids (DNAPLs)

Agua


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. Tipo

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s

LNAPLs: suelen ser hidrocarburos derivados del petróleo; ej.: gasolinas, aceites.

DNAPLs: naturaleza muy diversa. Serio problema por la persistencia y capacidad de infiltración y migración en el suelo;

ej.: tricloroetileno (disolvente en tintorerías).

Suelo parcialmente saturado Suelo saturado


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s

COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES (VOCs)

“Todos los compuestos orgánicos que son capaces de producir ozono y otros oxidantes fotoquímicos a partir de reacciones activadas por la radiación solar en presencia de óxidos de nitrógeno.”


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s

COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES (VOCs)

“Todos los compuestos orgánicos que son capaces de producir ozono y otros oxidantes fotoquímicos a partir de reacciones activadas por la radiación solar en presencia de óxidos de nitrógeno.”

Clase

Volátiles (VOCs)Semivolátiles (SVOCs)No Volátiles (NVOCs)

Presión Vapor(mmHg)

> 255 – 25

< 5

Punto Ebullición(ºC)

< 100100 - 325

> 325

• “Aquellos que tienen un punto de ebullición <100º C y una presión de vapor > 25 mm de Hg.”


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. Tipo

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s

TIPOSVOCs no halogenados(excluidos los combustibles, BTEX, y contaminantes en fase gaseosa)


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s

TIPOSVOCs no halogenados(excluidos los combustibles, BTEX, y contaminantes en fase gaseosa)

Ethanoln-Butyl alcohol

AcetoneEthyl acetate

StyreneVinyl acetate

AminobenzeneMethanol

Carbon disulfideMethyl ethyl ketone (MEK)


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. Tipo

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s

VOCs halogenados

TIPOSTetrachloroethane

BromoformTrichloroethane

ChlorodibromomethaneHexachloroethane

DichloroethaneChloroethane

Methylene chlorideChloroformNeoprene

FreonChloromethane

TetrachloroethylenePerchloroethylene (PCE)DichlorobromomethaneTrichloroethylene (TCE)

DichloromethaneVinyl chloride


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s

TIPOS

SVOCs no halogenadosEthyl parathion

IsophoroneBenzo(a)anthracene

Benzo(a)pyreneBenzo(b)fluorantheneBenzo(k)fluoranthene

Malathion2-aminonaphthalene

Benzoic AcidBenzyl alcoholNaphthalene

2-NitrophenolParathion

Phenanthrene4-Nitrophenol

Dimethyl phthalatePyrene

AnthraceneEthion


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. Tipo

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. Pro

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s 7

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s TIPOS

SVOCs halogenados

Plaguicidas

TrichlorobenzeneHexachlorobenzene

DichlorobenzeneChloro-m-cresolChloroethyl etherTrichlorophenol

Chloroisopropy) etherPentachlorobenzene

DichlorophenolChlordane

Pentachlorophenol (PCP)Pentachlorophenol (PCP)

Polychlorinated biphenyls (PCBs)ChlorobenzeneChlorophenol

ChlorphenothaneTetrachlorophenol

Hexachlorobenzene

AldrinDDT

Ethyl parathionDieldrin

BHCEndosulfanMalathion

Endosulfan sulfateMethylparathion

ChlordaneDDE

EthionEndrin

ParathionDDD

Otros compuestos orgánicosplaguicidas organofosforados (malation, diazinon, etc)carbamatos y ditiobarbamatostriazinas, piridinas y triazolesanilinasaceites minerales


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s

Tipos de contaminantes orgánicos en el suelo

Hidrocarburos aromáticos etillbencenobencenotoluenoxilenofenoles

Composición

Hidrocarburos aromáticos policíclicos PAHs benzoantracenoantracenobenzopirenobenzoperilenobenzoflurantenocrisenofenantrenofluorantenoindeno-pirenonaftaleno

Compuestos clorados

disolventes clorados: clorobenceno mono, di, tri, tetra, pentaclorofenoles di, tri, tetraclorometano tricloro, tetraetileno dicloroetano HCHs hexaclorociclohexanos (plaguicidas organoclorados: aldrin,

dieldrin, endrin, DDT, DDD, DDE, lindano, etc) PCBs policlorobifeniles

dioxinas furanos


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s

Usos Plaguicidas Pesticidas Fertilizantes (abonos) Lubricantes (aceites) Disolventes Desengrasantes Dispersantes Carburantes (combustibles, petróleo, fuel, gasolinas) Propulsores Refrigerantes Conservantes Aditivos Reactivos Explosivos Polímeros Propelentes etc.

Tipos de contaminantes orgánicos en el suelo


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. Tipo

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s

Agricultura (plaguicidas, abonos, alpechín, alperujo)

Ganadería (purines)

Industriales (fábricas, minas, destilerías, refinerías)

Transportes (vías férreas, carreteras, conducciones)

Urbanos (vertederos, residuos domésticos, lodos de depuradoras)

Procedencias antrópicas

Procedencias naturales (ocasionales) Emisiones volcánicas

Emisiones desde pantanos

Emisiones restos orgánicos

Emisiones desde incendios forestales


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s

Procedencias antrópicas justificadas

El residuo se transforma en recurso

fraccionamiento mecánico+

fermentación+

maduración+

enmendantes

estabilizar la mat. org.

mejora de las prop. físicas

mejora de las prop. químicas

evitar posible toxicidad


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s

Procedencias antrópicas justificadas

El residuo se transforma en recurso

compostaje

fraccionamiento mecánico+

fermentación+

maduración+

enmendantes

estabilizar la mat. org.

mejora de las prop. físicas

mejora de las prop. químicas

evitar posible toxicidad


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. Tipo

s

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Básicamente existen cuatro tipos de residuos con uso de fertilizante:1. Subproductos de la industria del olivar2. Residuos ganaderos3. Compost de residuos urbanos4. Biosólidos residuales urbanos


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Ventajas comunes de la aplicación de residuos con uso fertilizante a los suelos

Aportes de materia orgánica Aportes de macronutrientes: N, P, K, Ca, Mg, … Aportes de micronutrientes: Bo, Cu, Co, Mo, … Mejora de la estructura Aumento de la porosidad Aumento de la densidad aparente Aumento de la infiltración Aumento de la retención de agua Disminución de la escorrentía Disminución de la erosión Aumento de la capacidad de cambio catiónico Aumento de la temperatura


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s

Inconvenientes comunes de la aplicación de residuos con uso fertilizante a los suelos

Aumento de la salinidad Modificación del pH Contaminación por:

✓ metales pesados✓ compuestos orgánicos✓ productos fitotóxicos✓ organismos patógenos✓ materiales inertes✓ semillas indeseables


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2. Propiedades del contaminante que influyen en su estabilidad, persistencia, degradabilidad y movilidad en

el suelo

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- ESTADO FÍSICO: Los sólidos son retenidos, gases y líquidos se infiltran.


el suelo

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s


- GRAVEDAD ESPECÍFICA: Controla la velocidad de infiltración (<1 = riesgo de contaminación de acuíferos)


el suelo

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s



- SOLUBILIDAD: En agua (Insolubles o inmiscibles: < 2 g/l; Solubles: > 2 g/l)


el suelo

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- VISCOSIDAD: Afecta a la infiltración y retención (a más viscosidad, menor infiltración y mayor retención en el suelo).


el suelo

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s 7

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- PRESIÓN DE VAPOR: Mayor o menor contenido en VOCs (< 0,1 mmHg), SVOCs (0,1 – 10-7 mmHg) y NVOCs (> 10-7 mmHg).


el suelo

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- CONSTANTE DE HENRY: Diferencia entre estado de disolución y vapor (mayor para componentes volátiles y solubles).


el suelo

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s







- COEFICIENTE AGUA/OCTANOL: Mide la adsorción por el suelo (más alto, menor infiltración).


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s







- COEFICIENTE AGUA/OCTANOL: Mide la adsorción por el suelo (más alto, menor infiltración).

- DBO/DQO: Miden la biodegradabilidad o reactividad química del contaminante.


el suelo

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s

3. Propiedades del suelo que influyen en la estabilidad y movilidad de los contaminantes

Estructura y textura

Materia orgánica

Arcillas

Capacidad de cambio

Cationes de cambio

pH

Microorganismos

Temperatura

Humedad

3


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Procesos de acumulación

Procesos de degradación

✓ Hidrólisis✓ Deshalogenación ✓ Desalquilación ✓ Hidroxilación ✓ Condensación ✓ Oxidación ✓ Reducción

✓ Fotodescomposición

☞ Procesos fisicoquímicos ☞ Transformaciones bióticas✓ Reacciones oxidativas ✓ Reacciones de reducción✓ Reacciones de hidrólisis ✓ Ruptura de anillos

aromáticos

4. Procesos que controlan la estabilidad y movilidad de los contaminantes

✓

Difusión, dispersión, lixiviación, volatilizaciónProcesos de transporte

✓ Filtración, adsorción

4


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s

Clasificación

☞ Según su actividad biológica

" Insecticidas" Acaricidas" Nematicidas " Fungicidas " Antibióticos" Herbicidas " Rodenticidas " Avicidas " Molusquicidas

☞ Según su naturaleza química

" Organoclorados

Organofosforados

" Carbamatos

" Derivados de la urea

" Compuestos heterocíclicos

" Compuestos inorgánicos

☞ Según su toxicidad

" Supertóxicos. DL50 < 5mg/kg

" Extremadamente tóxicos. DL50 5-50mg/kg

" Muy tóxicos. DL50 50-500 mg/kg

" Moderadamente tóxicos. DL50 500 - 5000mg/kg

" Ligeramente tóxicos. DL50 5 - 15gr/kg

" Prácticamente no tóxicos. DL50 > 15 gr/kg.

Contaminación del suelo por plaguicidas5


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☞ Evolución en el suelo de los plaguicidas

Toxicidad Persistencia Adsorción Acumulación


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Contaminación por fertilizantes

Recurso Residuo

No usado por las plantasLa parte no retenida por el suelo contamina a las aguas superficiales y subsuperficiales

Pérdidas económicas y ambientales

6


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s

Contaminación por fertilizantes

Recurso Residuo

Pérdida de nutrientes por utilización de cantidades excesivas

No usado por las plantasLa parte no retenida por el suelo contamina a las aguas superficiales y subsuperficiales

Pérdidas económicas y ambientales

6


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s

Subproductos de la industria olivarera

Orujo, alpechín y alperujo

Sistemas de extracción de aceite de oliva de:

aceite (20)+ alpechín (80) + orujo (40)

aceite (20)+ alperujo (70)

tres fases

dos fases

7


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conta

mina

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os

9. Ur

bano

s

Caracteríticas del alpechín y del alperujo

Alpechín Alperujo nat comp nat comp

Humedad % 88 80pH 4,7 7,0 5,3 7,0Materia orgánica % 13 25 15 55Materia mineral % 1,5 2N % 4 2 1 1C/N 30 15 45 15P % 0,02 1 0,03 1K % 0,2 2 0,03 2,5Ca % 0,3 0,6Mg % 0,2 0,6

nat = natural, fresco; comp = compostado


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s

altos contenidos en materia orgánica pH neutro aceptable valor C/N (<20) alto aporte K moderados aportes macronutrientes moderados aportes micronutrientes ausencia de metales pesados ausencia de organismos patógenos

Ventajas

moderada salinidad altos contenidos en polifenoles de comportamiento tóxico (herbicida), aunque de corta persistencia (30 / 40 días)

Inconvenientes

Alpechín / Alperujo


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s

Residuos ganaderos (purines)8


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s

Residuos ganaderos (purines)

- Muy persistentes (contaminan el agua)- Alta DBO, DQO, MO, NH3

- Contaminan el aire (SH2, NH3)

8


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s




Solución Aplicación al suelo (abonos)

8


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s




Ventajas: Económicamente viable y bajo impacto medioambiental


8


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s





Inconvenientes: Aplicación incorrecta


8


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s







Cantidad excesiva Época inadecuada

8


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s







Cantidad excesiva Época inadecuada

CONTAMINACIÓN

8


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s

Características de los purines

Materia orgánica 50 % msN 5 % msP 6 % msK 6 % msCa 4,5 % msMg 2 % msFe 1440 mg/kgCu 800 mg/kgZn 900 mg/kg

Humedad 94 %Materia seca (ms) 6 %


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s

Uso de residuos ganaderos depurados

libre de olores sin importantes concentraciones de metales pesados sin gérmenes patógenos de reacción rápida

Ventajas

alta movilidad, posibilidad de contaminación a las aguas freáticas, especialmente N y P compuestos muy resistentes efectos biotóxicos pH ácido

Inconvenientes


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s

Humedad 25%Materia orgánica 20-60%Mat. orgánica humificada 2 -15%N 0,5-2%C/N <20pH 7-8,5Conductividad 6-15 dS/mCapacidad cambio cationes 40-80 cmol(c)/kgDensidad aparente 0,5-0,7 gr/cm3

Porosidad 60-70%P 0,15-0,5%K 0,25-1,0%Ca 2,0-12,0%Mg 0,5-2,5%

Características del compost

Uso del compost de residuos sólidos urbanos como fertilizante

9.1


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s

Zn 1.100Cu 450Cr 400Pb 300Ni 120Cd 10Hg 7

Concentración en metales pesados

Metales pesados del compost de residuos sólidos urbanos

en mg/kg, según la normativa vigente en España


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s

altos contenidos en materia materia orgánica bien humificada buen valor C/N pH de neutro a básico muy buena densidad aparente importantes aportes macronutrientes

Ventajas

salinidad metales pesados derivados de un mal compostaje ✓ olores ✓ contaminantes orgánicos ✓ compuestos fitotóxicos ✓ gérmenes patógenos ✓ semillas indeseables ✓ materiales inertes

Inconvenientes

Uso del compost de residuos sólidos urbanos como fertilizante


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s

Características del compost

Humedad 34 %

Materia orgánica 43 %

N 1,5 %

C/N 15

pH 7,5

Conductividad 12 dS/m

P 1,5 %

K 1,5 %

Ca 10,0 %

Mg 1,4 %

Na 1,0 %

Fe 1,0 %

Zn 500 ppm

Mn 230 ppm

Cu 170 ppm

Ni 120 ppm

Cr 30 ppm

Pb 15 ppm

Cd 0,4 ppm

9.2 Uso de biosólidos residuales urbanos compostados como fertilizante


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s

producto comercial de calidad constante y homologada sin riesgos sanitarios aplicación cómoda alto contenido en humus enriquecido con abonos minerales

Ventajas

altas inversiones de la planta de compostaje encarecimiento del producto final

Inconvenientes

Uso de biosólidos residuales urbanos compostados como fertilizante


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s

Contaminación del suelo a partir de depósitos subterráneos

gasolina fueloil aceites lubricantes disolventes aceites

Tipos de productos

bencenos etilbencenos toluenos xilenos naftalenos PAHs kerosenos fluorenos alcanos

Compuestos

10


1

. Tipo

s

2. P

rop.

conta

mina

nte

3. P

rop.

suelo

4

. Pro

ceso

s

5. Pl

aguic

idas

6. F

ertili

zante

s 7

. Del

oliva

r 8

. Gan

ader

os

9. Ur

bano

s

Contaminación del suelo a partir de vertederos urbanos

clordano clorobenceno cresol endrin hexaclorobenceno lindano pentaclorobenzol toxafeno

Compuestos

Caso frecuente en vertederos no sellados

11

12. Contaminación del suelo: orgánicos...

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