土壤污染：原因，类型，后果 - 环境 - 2025

在土壤污染是他们影响了他们的生态和人为实用化学或物理降解。当土壤受到污染时，就会出现不平衡现象，对生态系统的生命产生负面影响。

在20世纪70年代之前，对土壤污染没有任何重视。但是，关于这种污染所产生的环境影响的信息越来越多。

澳大利亚采矿产生的土壤污染。资料来源：CSIRO

1972年，欧洲共同体发布了《欧洲土壤宪章》。在本文档中，土壤被归为易于破坏且必须加以保护的宝贵资源。

土壤的物理化学特征决定了与污染物相互作用的机制。它的特性是多孔基质，其组成可变，包括气相和液相，可以保留污染物。

土壤污染的原因包括对固体，液体和气体，城市和工业废物的管理不善。扔到地面上的废物或排放到其中的废水会掺入大量污染物，酸雨会导致其酸化。

采矿和石油活动会导致土壤的物理和化学降解。从这个意义上说，最大的问题之一是重金属对土壤的污染。

另一方面，农业活动也由于过度使用农药和农业机械而使土壤恶化。化肥和农药会影响土壤以及植物中的微生物种群。

最常见的土壤污染物是重金属，农药，盐，固体废物，有机废物和生物污染物。这些污染物导致土壤的化学，物理，生物，热和视觉污染。

食用受污染的植物和水时，土壤污染会引起公共健康问题。同样，景观退化，造成巨大的经济损失。

我们在石油工业中发现了土壤污染的例子，例如在厄瓜多尔东部建立了隔离池的地方。这些泻湖没有很好地密封，各种有毒物质通过渗透污染了土壤。

土壤污染的一种非常普遍的状况是所谓的卫生垃圾填埋场。在布卡拉曼加（哥伦比亚），有40多年管理不善的固体废物堆积成病。

另一个例子是奥里诺科河三角洲（委内瑞拉）的卡诺·莫纳莫（CañoMánamo），因为基础设施和开发项目的构思不佳。在这里修建了一条堤防，用作堤坝，改变了该地区的水质状况，导致土壤酸化。

解决土壤污染问题的方法值得综合管理，包括预防和恢复。

预防需要采取可持续的发展方法。它应侧重于农业以及城市和工业废物和排放的管理。

受污染土壤的修复包括一系列旨在去除，中和，遏制或固定污染物的技术。为此使用化学，生物和物理试剂。

特点

- 泥

土壤是通过物理，化学和生物因素分解的基岩产物。它构成了地壳的表层，该地壳已经历了母岩分解的地质过程。

侵蚀和沉积以及气候（雨，风，湿度和温度）有助于土壤结构的形成。另一方面，生物也积极参与土壤形成过程（成岩作用）。

细菌，真菌，蠕虫和其他生物的活动会降解有机物和土壤颗粒。

生态系统

土壤是一种生态系统，包括非生物（非生命）和生物（生命）元素相互作用的物理（土壤颗粒），气相（空气）和液相（水）。

非生物元素中包括各种矿物质，水和气体，例如CO2和O2。在生物体内，有各种各样的微生物（细菌，真菌，原生动物，线虫），蠕虫以及昆虫，爬行动物和哺乳动物。

理化特性

有不同类型的土壤，具体取决于土壤的来源和物理化学特征。

原始基岩定义了土壤的基本特征，而环境和生物因素的作用则有助于土壤的演化。

土壤的元素性质由其结构，质地，水分含量和化学成分（主要是有机物）确定。

结构与土壤团聚体的大小和排列及其垂直分布有关。以此方式，在土壤中形成具有特定特征和一定比例的沙子，淤泥和粘土的层或层。

水分对于土壤中发生的化学和生物过程至关重要。太阳辐射加热地面，能量催化各种反应，甚至使地下生活成为可能。

-污染和土壤-污染物相互作用的机制

指示的土壤成分和性质决定了土壤与污染物的相互作用以及可能存在的影响。

基于此，作用于土壤的污染机制是多种多样的。这些包括物理过程，例如污染物在土壤结构中的保留或它们的渗透，扩散和运输。

另外，由于污染物的作用，土壤中也会发生变化，转化和化学变化。在这种情况下，最相关的是化学和生物过程（生物转化和生物降解）。

-土壤质量指标

生物指标

一个非常重要的指标是呼吸速率，可以估算土壤中的生物活性。它是根据有机物分解产生的二氧化碳的释放量来衡量的。

反过来，生物活性取决于诸如土壤中的湿度，温度，氧气含量和有机物等因素。其他生物学指标是碳氮矿化，固氮，总生物量和某些酶的测定。

水分含量

对于土壤中生物过程的发展，存在最佳的水分含量。它位于孔隙空间的60％左右，因为较高的湿度会影响氧气的可用性。

土壤肥力

肥沃性是植物营养所必需的矿物质元素的含量和可用性所决定的。其中包括大量营养素（氮，磷，钾，钙，镁和硫）和微量营养素（铁，锌，锰，硼，铜，钼和氯）。

酸度

它由土壤溶液中氢离子的含量决定。氢离子含量越高，土壤越酸性，这会影响某些养分的利用。

大多数营养素的pH值为5.8至6.5（微酸性）。

盐度

它是指土壤中水溶性盐的含量，主要盐为氯化钠。盐含量高会影响土壤的肥力。

土壤污染的原因

-采矿和石油活动

丹麦土壤中砷的污染。资料来源：Bochr

矿业

采矿活动是对土壤最不利的活动之一，因为它破坏了表土及其结构。另外，它还会向土壤中添加剧毒污染物，例如各种重金属。

例如，金矿开采中的汞和砷污染了土壤和水体。

石油

提取碳氢化合物产生的残留污泥是土壤污染的严重问题。其成分包括重金属（镉，汞），碳氢化合物和其他化合物。

一些现代技术，例如水力压裂（压裂）进一步增加了污染程度。

压裂包括将岩石破碎成较低的地层，释放出被困的天然气和石油。在此过程中，添加了600多种化学物质，最终污染了土壤和水。

-农业和育种

农用化学品

在农业中，特别是集约化单一养殖中，使用了大量的农药和化肥。农药包括除草剂，杀虫剂，杀真菌剂，杀菌剂等。

在许多情况下，杀虫剂和除草剂污染了残留活性成分的土壤。肥料中添加亚硝酸盐，硝酸盐，而磷酸盐肥料是镉的来源。

化肥过量会导致土壤酸度升高，微生物种群失衡。

灌溉水

灌溉水由于盐分含量高，是土壤盐碱化的主要原因。另外，通过灌溉水，土壤可能被微生物或重金属污染。

燃油泄漏

农业通过使用机械污染土壤，这代表着燃料和漏油的威胁。

- 工业废料

直接

根据行业的性质，有多种废物可能最终污染土壤。特别是，废水会将重金属，溶剂，清洁剂和其他危险化学物质带到地面。

例如，镉是镍镉电池行业产生的非常常见的污染物。它还在PVC塑料工业或冶金和电子工业中用作稳定剂。

间接

前体气体（例如氮氧化物，硫氧化物和二氧化碳）的排放会引起酸雨。这些酸到达土壤时会改变其pH值并产生酸化作用。

在热电厂中燃烧煤炭会产生二氧化碳（主要的温室气体）和其他污染物。例如，煤炭燃烧是汞的重要来源，汞通过沉积污染土壤。

据估计，74％的重金属污染来自燃烧灰。

-城市垃圾

固体废物和城市污水是由于管理不善而进入地面的各种污染物的来源。卫生垃圾填埋场包含大量塑料废物，电池，有机废物，金属，电子设备等。

由于土壤污染造成的景观退化。资料来源：肯尼斯·艾伦/垃圾网站，德拉蒙德

汽车交通

化石燃料的燃烧是通过沉积而污染土壤的来源，当含铅汽油时非常严重。

-工程实践不足

一些工程工作改变了生态系统，导致土壤退化。例如，路堤，公路或铁路可以切断流向某个地区的水流或增加水流。

如果截断了地面的水，它会干and并侵蚀或增加盐分的浓度。如果防止水流出，土壤将泛滥并经历缺氧和氧化过程。

主要污染物

- 重金属

土壤具有一定的自然重金属浓度，具体取决于其来源的母体材料（母体岩石）。当人类添加增加所述浓度的额外量时，出现污染问题。

最常见的重金属

污染最严重的重金属是铅，镉，镍，铜，锡，汞，砷，铬和锌。尽管铝是较轻的金属，但也包括在此类别中。

这些金属在某些土壤中的浓度是通常在地壳中的两倍。例如，在镉的情况下可以高六倍。

-放射性元素

Elementos radiactivos como el uranio son contaminantes de alta peligrosidad por sus graves efectos sobre la vida. Estos son agregados al suelo por fugas de depósitos de desechos radiactivos o por accidentes en las plantas nucleares.

También pueden ser removidos átomos radiactivos de estratos inferiores por actividades de perforación. Por ejemplo, aún hoy existen grandes extensiones de suelos ucranianos y bielorrusos contaminados debido al accidente de Chernóbil de 1986.

Además, cuando ocurre la fractura hidráulica se pueden arrastrar materiales radiactivos como radio, radón, uranio y torio.

– Sales

Se trata de sales solubles en agua que forman soluciones altamente concentradas como iones de sodio, calcio, magnesio, potasio, cloruro, sulfato, carbonatos y bicarbonatos.

Las combinaciones con mayores problemas de salinidad en los suelos son el cloruro de sodio, el sulfato de magnesio y el sulfato de sodio.

– Agroquímicos

Fertilizantes

Los fertilizantes inorgánicos cuando se usan en exceso se transforman en contaminantes al crear desbalances nutricionales, salinidad y acidez de suelos. Según la FAO, en el mundo se consume anualmente más de 200 millones de toneladas de fertilizantes.

Plaguicidas

El uso indiscriminado de plaguicidas causa serios problemas de contaminación como el herbicida atrazina empleado para controlar malezas en maíz es residual. Estos herbicidas enturbian los ciclos biogeoquímicos al alterar a las comunidades microbianas y las dinámicas del carbono y del nitrógeno.

Solo en Brasil se emplean alrededor de 1.000 toneladas de plaguicidas por año y en Argentina más de 300 millones del herbicida glifosato por año.

El glifosato es causante de graves problemas de salud, afectando especialmente al sistema nervioso.

– Purines

Esto incluye todo tipo de residuos orgánicos producto de la actividad agrícola y pecuaria. Para efectos de contaminación de los suelos son especialmente relevantes las excretas animales y los animales muertos.

En estos casos, los desechos pueden ser vehículo de organismos patógenos que contaminan productos alimenticios vía la contaminación del suelo.

– Desechos sólidos

Los principales desechos sólidos que contaminan los suelos son los plásticos, que a su vez liberan sustancias tóxicas como las dioxinas. Adicionalmente los escombros de construcción, aparatos electrónicos desechados, baterías y otros objetos contaminan los suelos.

Plomo en huertos urbanos

Se han detectado 400 mg/kg de plomo en el suelo del huerto de Miraflores (Sevilla, España), siendo el máximo permitido 275 mg/kg.

El plomo absorbido por los cultivos se llegó a concentrar 0,51 mg/kg (0,10 mg/kg el máximo permitido). Se estableció que la fuente contaminación eran restos de pintura en escombros de construcción depositados con anterioridad en el área.

– Biológicos

La contaminación del suelo por efecto de organismos vivos puede expresarse de diversas formas.

Un aumento poblacional exagerado de los organismos ya existentes en el suelo puede degradar su calidad. Esto es debido a que los microorganismos consumen el oxígeno y la materia orgánica en el suelo.

Otra forma de contaminación es la incorporación al suelo de organismos patógenos de las plantas como nematodos u hongos así como patógenos de humanos.

Tipos de contaminación del suelo

– Contaminación química

Es la principal forma de contaminación del suelo, consistiendo en la incorporación de sustancias químicas que degradan su calidad. Las sustancias y formas en que actúan son muy diversas.

Las sustancias químicas afectan la estructura del suelo, por ejemplo los derrames petroleros o los diluyentes empleados en el fracking. Asimismo, se ven afectados los microorganismos con plaguicidas y fertilizantes que también pueden ser tóxicos para las plantas y el ser humano.

Un ejemplo de los procesos químicos involucrados en la contaminación química de suelos es la acidez. Cuando se agregan al suelo sustancias con actividad del ion hidronio, baja el pH del suelo y se liberan iones metálicos tóxicos.

– Contaminación física

Hay contaminación física del suelo cuando se agregan materiales contaminantes o se altera su estructura. En el primer caso tenemos los depósitos de desechos sólidos en el suelo como basura o escombros.

Con respecto a la alteración de la estructura del suelo, el fenómeno más evidente es la compactación. Esta puede ocurrir por el pisoteo animal en la actividad ganadera o por la acción de maquinaria.

Compactación del suelo en Estados Unidos. Fuente: United States Air Force, MSgt. Rickie D. Bickle

En el caso agrícola, el exceso de uso de maquinaria altera la estructura del suelo y afecta su fertilidad física. Esto sucede cuando se realizan numerosos pases de rastra que terminan pulverizando el suelo.

Cuando se realizan múltiples pases de arado a profundidad constante se produce el llamado piso de arado, que consiste en una capa compacta de suelo. En el primer caso se promueve la erosión del suelo y en el segundo se disminuye la infiltración.

– Contaminación biológica

El agua contaminada bien sea por riego, efluentes urbanos o inundaciones, introduce al suelo diversos patógenos. Los mismos pueden afectar a las plantas, animales o el ser humano.

Por ejemplo, las aguas negras arrastran coliformes fecales y otros patógenos y una inundación puede arrastrar lodos contaminados con nematodos patógenos de plantas.

– Contaminación térmica

El aumento de la temperatura del suelo afecta a los organismos del suelo debido a que influye en su humedad y oxigenación. Estos incrementos de temperatura pueden ser ocasionados por efluentes de elevada temperatura o por efecto del calentamiento global.

– Contaminación visual

Las acumulaciones de basura y escombreras en el suelo causan un impacto visual negativo que trae consecuencias desde psicológicas hasta económicas.

Consecuencias de la contaminación del suelo

– Ecológicas

La biodiversidad

La contaminación del suelo afecta la supervivencia de la vida este ecosistema con gran actividad biológica. En el suelo conviven sistemas radicales, bacterias, hongos, protozoos, nematodos, insectos y mamíferos subterráneos, en complejas relaciones antagónicas y simbióticas.

Hoy día se ha puesto de relevancia la interrelación entre las raíces de árboles y hongos (micorrizas) en mutuo beneficio que pueden comunicar sistemas radicales de distintos árboles. Los hongos micorrízicos de este complejo sistema son muy susceptibles a la contaminación del suelo.

Ciclos biogeoquímicos y biofiltro

El suelo interviene en los ciclos biogeoquímicos del carbono, del nitrógeno, del fósforo y de la materia orgánica. Precisamente por este papel en los ciclos biogeoquímicos el suelo cumple función como biofiltro, al procesar y degradar distintas sustancias.

Los suelos tienen la capacidad de filtrar decenas de miles de kilómetros cúbicos de agua cada año. La contaminación puede alterar esta capacidad de autodepuración y por tanto afectar al medio ambiente.

– Antrópicas

Reducción de la producción agrícola y pecuaria

La pérdida de fertilidad del suelo o su toxicidad producto de la contaminación reduce la producción agrícola y pecuaria. Los principales problemas son la acidificación, la salinidad y la desertificación de los suelos.

Se estima que más del 70% de los suelos del mundo están afectados o amenazados por estos procesos.

Contaminación del agua potable

Los suelos contaminados afectan a las fuentes de aguas superficiales y subterráneas por arrastre, por infiltración o lixiviación. Los metales pesados, residuos de plaguicidas, fertilizantes y otras sustancias químicas terminan siendo arrastrados hacia las fuentes de agua.

Los agroquímicos causan eutrofización al incorporar excesos de nutrientes al agua y promover explosiones poblacionales de algas y plantas acuáticas. Esto reduce el oxígeno disuelto provocando la muerte de gran cantidad de especies acuáticas.

Los metales pesados y otras sustancias que llegan al agua son tóxicos para los animales y el ser humano.

Salud pública

Los suelos contaminados pueden afectar la salud pública de distintas formas como las acumulaciones de basura. Estas son foco de enfermedades transmitidas por vectores que se desarrollan en los desechos.

Cuando hay contaminación por metales pesados, estos se trasladan a las plantas y de ahí al ser humano. Por ejemplo, suelos de cacaotales contaminados por cadmio, trasladan por absorción este metal pesado al cacao y de ahí al chocolate.

Una exposición prolongada al cadmio puede provocar serios problemas renales y digestivos en humanos. También puede causar desmineralización del sistema óseo y producir osteoporosis.

Degradación del paisaje

Un suelo degradado por la pérdida de sus características naturales degrada a su vez el paisaje del que forma parte. En este sentido es factor de contaminación visual, afectando las actividades turísticas y recreativas.

Pérdida de valor económico

La contaminación del suelo hace que este pierda valor económico. Esto puede ser por la pérdida de fertilidad en suelo agrícola o degradación del paisaje afectando al turismo.

Ejemplos de lugares con contaminación del suelo

– Contaminación petrolera en Ecuador

El problema de contaminación

La empresa Petroecuador ha recibido duras críticas por contaminación de suelos y aguas en las zonas de explotación petrolera en el oriente de Ecuador. La contaminación se presentó por el uso de presas de crudo alrededor de los pozos de perforación.

Estas presas albergaban desechos tóxicos cubiertos únicamente por una capa de tierra. Los contaminantes se mezclaron con el suelo por gravedad y rebosaban las presas contaminando las fuentes de agua.

Restauración

Se han implementado medidas de contención y biorremediación. Para esto se aplicaron revestimientos impermeables y redes de drenaje para recuperar las aguas de escorrentía contaminadas.

Luego se excavaron las presas y el suelo extraído se esparció en biopilas a las cuales se le inocularon cepas de bacterias biodegradantes. Estas pilas fueron aireadas y regadas periódicamente.

De esta forma fue posible tratar con éxito 140.000 toneladas de suelo en 35 sitios contaminados.

– Relleno sanitario de El Carrasco (Bucaramanga, Colombia)

El proyecto

Este relleno sanitario comenzó a funcionar en 1978 como vertedero a cielo abierto y en 1985 se transformó en relleno sanitario. En este sitio se depositan aproximadamente 900 toneladas de basura por día provenientes de 13 municipios.

Consecuencias

El mal manejo del relleno sanitario ocasionó la contaminación de los suelos tanto del sitio como de las áreas cercanas. Los contaminantes se desplazaron por escorrentía y lixiviación, afectando los suelos y fuentes de agua.

Además la existencia de este relleno en el área ha ocasionado la degradación del paisaje. En 2019 se inició el proceso de cierre definitivo dado que sobrepasó su vida útil.

– Caño Mánamo (Delta Amacuro, Venezuela)

Este es un interesante caso de contaminación de suelos por una obra de ingeniería contraproducente. Se trata de uno de los grandes cursos de agua del delta del río Orinoco (Venezuela).

El proyecto

En el año 1966 la Corporación Venezolana de Guayana decidió construir un dique-carretera. La idea era impedir la inundación de los suelos a fin de emplearlos para la agricultura.

Consecuencias

Los resultados fueron absolutamente contraproducentes por desconocer la dinámica ecológica de los suelos del área. Al reducir el flujo de agua dulce por el caño el agua salada del mar penetró al interior y los suelos secos y aireados se acidificaron.

Los suelos de la zona presentan arcillas expansibles que al secarse se agrietaron afectando la estructura. En los horizontes profundos existen piritas sulfurosas que al entrar en contacto con el aire formaron ácido sulfúrico.

Todo esto representó una tragedia ecológica y social, ya que se vieron afectados los indígenas warao tradicionales habitantes del delta.

Soluciones

– Preventivas

Agricultura ecológica

Para reducir la contaminación del suelo es necesario implementar una agricultura más amigable con el ambiente. Se requiere disminuir el uso de agroquímicos y un uso menos intensivo de maquinaria agrícola.

La agricultura orgánica y la mínima labranza son alternativas que reducen la contaminación del suelo. Con esto se reduce el empleo de plaguicidas químicos y de fertilizantes inorgánico y hay un escaso uso de maquinaria agrícola pesada.

Control de desechos

Para evitar la contaminación del suelo es fundamental reducir los desechos que llegan al mismo. Para esto se deben implementar sistemas integrados de manejo de residuos sólidos, control de efluentes urbanos e industriales y de emisión de gases industriales.

– Restauración

Existen métodos para degradar contaminantes en el suelo que varían dependiendo del tipo de suelo y naturaleza de la sustancia contaminante. En algunos casos estos procedimientos se realizan in situ aplicándolos al suelo en su ubicación natural.

Otro enfoque son los métodos ex situ, los cuales requieren trasladar el suelo para ser procesado en sitios adecuados. Sin embargo, el traslado del suelo es limitado a casos muy concretos, debido a su costo y dificultades logísticas.

Restauración química

Este consiste en aplicar ciertas sustancias químicas que degradan los contaminantes o neutralizan su efecto. Por ejemplo, la catálisis química, basada en el uso de sustancias oxidantes (peróxido de hidrógeno o permanganato de potasio).

Un ejemplo de neutralización es el empleo de cal agrícola para corregir la acidez del suelo. También la incorporación de materia orgánica al suelo favorece la recuperación de su estructura y la actividad biológica.

Restauración biológica o biorrecuperación

En los casos de contaminación por petróleo se emplean bacterias y hongos capaces de degradar los hidrocarburos.

Ante la contaminación de suelos con metales pesados se emplea la fitorremediación o fitocorrección. Para esto se utilizan especies de plantas tolerantes a metales pesados, como la especie Alyssum murale que es hiperacumuladora de níquel.

Pueden cosecharse las plantas y así extraer los metales (fitoextracción), o las plantas degradar los metales en su metabolismo (fitodegradación). También puede emplearse el criterio de fitoestabilización al sembrarse plantas que simplemente retienen los metales.

Restauración física

Un enfoque es retirar los residuos contaminantes del suelo como recoger los desperdicios arrojados o acumulados en el suelo. Por ejemplo, erradicar un vertedero o retirar escombros.

En el caso de metales pesados se emplean barreras de contención para evitar su movilidad. Para contaminantes volátiles como hidrocarburos ligeros o disolventes no clorados, puede ser suficiente airear el suelo mediante el uso de arado.

Otra opción es construir pozos de extracción de aire a fin de facilitar la evaporación del contaminante.

Los contaminantes también pueden ser extraídos mediante electricidad (electrocinética). Se introducen electrodos en el suelo y se genera una corriente eléctrica de baja intensidad que precipita los contaminantes.

Referencias

1. Alonso-Riesco R (2012). Proyecto de recuperación de suelos contaminados por hidrocarburos. Proyecto de fin de carrera. Escuela Técnica Superior de Ingeniería, Universidad Autónoma de Barcelona. 115 p.
2. Brookes PC (1995). The use of microbial parameters in monitoring soil pollution by heavy metals. Biology and Fertility of Soils 19: 269–279.
3. Diéz-Lázaro FJ (2008). Fitocorrección de suelos contaminados con metales pesados: Evaluación de plantas tolerantes y optimización del proceso mediante prácticas agronómicas. Departamento de Edafoloxía e Química Agrícola, Universidad de Santiago de Compostela. 336 p.
4. Duxbury T (1985). Ecological Aspects of Heavy Metal Responses in Microorganisms. Advances in Microbial Ecology: 185–235.
5. Mirsal IA (2008). Soil pollution. Origin, Monitoring & Remediation. Springer, Berlin, Heidelberg, Germany. 312 p.