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Aproximación científica a la
problemática de la aplicación
directa de Lodos de Depuradora en
Agricultura
Rafael López Núñez
LA DIRECTIVA DE LODOS (The Sewage Sludge Directive 86/278/EEC)
SE ADOPTÓ PARA FOMENTAR LA APLICACIÓN DE LODOS DE
DEPURADORA EN AGRICULTURA, REGULAR SU USO Y PREVENIR
LOS EFECTOS NOCIVOS SOBRE EL SUELO, LA VEGETACIÓN, LOS
ANIMALES Y LOS HUMANOS
DESDE ENTONCES
+LODO +CONOCIMIENTO+CONTAMINANTES
UE27(2006): 10,13 millones t ms
ESPAÑA(2006): 1.064.972 t ms
ANDALUCÍA (2006): 312.500 t ms
PRODUCCIÓN DE LODOS
AGRICULTURA: UE (2006): 42% ESPAÑA (2006): 65%
ESPAÑA
•25% COMPOSTAJE y AGRÍCOLA
•40% TRAT. ANAEROBIO y AGRÍCOLA
•15% ENERGÍA
EN UE LODOS SON MENOS DEL 5% DE LA CANTIDAD TOTAL DE
ESTIÉRCOL USADO EN AGRICULTURA
Y SON APLICADOS EN MENOS DEL 5% DE LA SUPERFICIE
AGRÍCOLA
DESTINO DE LOS LODOS
PRODUCCIÓN DE LODOS EN
ESPAÑA
UTILIZACIÓN AGRÍCOLA: VENTAJAS
•ALTERNATIVA FÁCIL Y ECONÓMICA
•DISPONIBILIDAD DE TERRENOS
•SUELO ES UN BUEN REACTOR DE TRATAMIENTO
•SUELO ES UN BUEN SUMIDERO FINAL
•LOS NUTRIENTES (N, P, K, S, Cu, Zn) Y LA MO SE RECICLAN
•SE CONSERVAN RESERVAS MINERALES DE FÓSFORO
(ESCASAS) Y SE REDUCE LA INCORPORACIÓN DE CADMIO
•SE MEJORAN LOS SUELOS (MO y PROPIEDADES FÍSICAS)
•SE LUCHA CONTRA EL CALENTAMIENTO GLOBAL
COMPOSICIÓN QUÍMICA TÍPICA DE FANGOS
Parámetro Fango primario
crudo
Fango primario
digerido
Fango
activado
Inter-
valo
Valor
típico
Inter-
valo
Valor
típico Intervalo
Sólidos volátiles (%)
Materia Orgánica 60-80 65 30-60 40 59-88
Nitrógeno (%N) 1.5-4 2.5 1.6-6.0 3.0 2.4-5.0
Fósforo (%P2O5) 0.8-2.8 1.6 1.5-4.0 2.5 2.8-11.0
Potasio (%K2O) 0-1 0.4 0-3.0 1.0 0.5-0.7
pH 5.0-8.0 6.0 6.5-7.5 7.0 6.5-8.0
Resultados sobre materia seca Tomada de Metcalf y Eddy, 1995
PROPIEDADES FISICAS DEL SUELO
LA MATERIA ORGANICA
ACTUA COMO AGENTE
CEMENTANTE DE LAS
PARTICULAS
ELEMENTALES DEL SUELO,
FORMANDO AGREGADOS
MAYORES
AL AUMENTAR LA AGREGACION
AUMENTA
LA MACROPOROSIDAD (>50 m) FAVORECIENDOSE
•EL DRENAJE (-) Y LA AIREACION
•EL ESPACIO PARA HIFAS DE HONGOS Y RAÍCES
•EL MOVIMIENTO VERTICAL DE LOS
MICROORGANISMOS (MAYOR COLONIZACION)
UTILIZACIÓN AGRÍCOLA:
INCONVENIENTES
•DISTANCIA ENTRE PRODUCCIÓN
Y USO (ZONAS MÁS POBLADAS)
•CIERTOS TIPOS DE FANGOS
(CON GRASAS) PUEDEN REPERCUTIR NEGATIVAMENTE SOBRE
SUELO
•IMPACTOS EN LA BIODIVERSIDAD DEL SUELO
•POSIBILIDAD DE CONTAMINACIÓN DE ACUÍFEROS POR EXCESO
DE NUTRIENTES (NITRATO, FÓSFORO)
•GASES DE EFECTO INVERNADERO (METANO, ÓXIDO NITROSO)
SE PRODUCEN AL APLICAR RESIDUOS ORGÁNICOS AL SUELO ? •CONTAMINACIÓN POR METALES PESADOS y CONTAMINANTES
ORGÁNICOS ? •CONTAMINACIÓN MICROBIOLÓGICA (FANGOS NO
ESTABILIZADOS) ?
METALES PESADOS EN LODOS
Lodo
Compost
Lodo+
Poda
Media Lodo
UE1999
Norma actual
Directiva
86/278/EEC
Norma prop
Cu 311 228 330 1000-1750 1000
Zn 784 397 811 2500-4000 2500
Cr 145 130 73 1000-1500 1000
Ni 37 32 36 300-
400
300
Cd 3.1 <2 2 20-40 10
Pb 292 250 104 750-
1200
750
Hg 1.5 16-25 10
METALES PESADOS
•LOS LÍMITES (PROPUESTOS) SON
SUFICIENTEMENTE ALTOS COMO PARA INCLUIR LA
MAYORÍA DE LOS LODOS
•ARCILLA, CAL, OXIDOS HIERRO ACTÚAN A FAVOR
INMOVILIZACIÓN (LOS TIENEN LA MAYORÍA DE
NUESTROS SUELOS)
•NO PARECE LÓGICO DEJAR DE LADO LAS
PROPIEDADES DEL SUELO
Concentración de
metales pesados en
lombrices por la
aplicación de
biosólidos
SÍ HAY RIESGO DE
TRANSFERENCIA A
CADENA TRÓFICA
Tomada de Olness et al. 1998
Elemento
Dosis
Compost
Mg/ha
Años
Aplic.
Concentración en
lombriz
mg/kg
Control Lodo
Níquel 22.4 8 10 15
Cadmio 22.4 8 17 46
9 4 15 136
9 5 1 81
Cobre 22.4 8 11 29
9 4 11 21
9 5 10 42
Plomo 22.4 8 11 23
9 4 2.5 8.8
9 5 25 22
Zinc 22.4 8 442 475
9 4 924 1087
9 5 70 900
METALES PESADOS
•CONCENTRACIONES MUY SUPERIORES A LAS
HABITUALES EN SUELOS Y CULTIVOS
•ACUMULACIÓN DE MP EN SUELOS Y RIESGO DE
TRANSFERENCIA A LA CADENA TRÓFICA
•REALMENTE POCA PROBABILIDAD DE AUMENTAR
A NIVELES TÓXICOS LOS MP DE PARTES
COMESTIBLES DE CULTIVOS
•TENDENCIA GENERAL ES AUMENTO DE
SOLUBILIDAD DE MP A CORTO PLAZO (POR EL TIPO
DE MO DE LOS LODOS) SEGUIDA DE
INMOVILIZACIÓN
HAY UNA CLARA EVIDENCIA DE
QUE DESDE LOS AÑOS 80 LA
CONCENTRACIÓN DE METALES
PESADOS EN LODOS EN EUROPA
VIENE DECRECIENDO,
DEBIDO A LAS LEYES Y
CONTROLES SOBRE LAS
SUSTANCIAS PELIGROSAS Y A LA
MEJORA DE LAS PRÁCTICAS
INDUSTRIALES
CONTAMINANTES ORGÁNICOS
COMPUESTOS
ORGANO
HALOGENADOS
Sulfonatos de
alquilbenceno
lineal
(SURFACTANTE)
Ftalato de bis(2-
etilhexilo)
(PLASTIFICANTE)
Etoxilato de
nonilfenol)
(PRODUCTOS
LIMPIEZA)
Hidrocarburos
policíclicos
aromáticos
(ALQUITRÁNES)
Bifenilos
policlorados
(AISLANTES
ELECTRICOS)
Furanos y
dioxinas
CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PATÓGENOS
•Por el origen de las aguas residuales y de los lodos,
estos pueden contener patógenos entéricos (esto es,
los excretados con el material fecal y que son
infecciosos por vía oral)
•La principal fuente es el ser humano, pero podría
haber también de mascotas o animales de granja
•Lon niveles y su diversidad dependerán de muchas
condiciones locales, especialmente del estado
sanitario de la población
MICROORGANISMOS PATÓGENOS
BACTERIAS PROTOZOOS VIRUS LEVADURAS
Salmonella spp. Entamoeba histolytica Poliovirus Candida albicans
Shigella spp. Giardia lambia Coxsackievirus Candida krusi
Escherichia coli * Toxoplasma gondii Echovirus Candida tropicalis
Pseudomonas aeruginosa Sarcocystis ‘Nuevo’ enterovirus Candida guillermondii
Yersinia enterolitica HELMINTOS Adenovirus Cryptococcus neoformans
Clostridium perfringens Taenia saginata Reovirus Trichosporon
Clostridium botulinum Taenia solium Hepatitis A HONGOS
Bacillus anthracis Diphyllobothrium latum Rotavirus Aspergillus spp.
Listeria monocytogenes Echinococcus gramulosus Astrovirus Aspergillus fumigatus
Vibrio cholera Ascaris lumbricoides Calicivirus Phialophora richardsii
Mycobacterium spp. Ancylostoma duodenale Coronavirus Geotrichum candidum
Leptospira spp. Toxocara canis Norovirus Trichophton spp.
Campylobacter spp. Toxocara cati Parvovirus Epidermophyton spp.
Staphylococcus Trichuris trichura V.Adeno-asociado
Streptococcus Gripe
•HAY ESCASA EVIDENCIA DE ENFERMEDAD EN
HUMANOS O ANIMALES INDUCIDA POR LA
APLICACIÓN DE BIOSÓLIDOS
•LOS POCOS CASOS DOCUMENTADOS SE HAN
DADO CUANDO LAS NORMAS LOCALES O DE
BUENAS PRÁCTICAS NO SE HAN CUMPLIDO
REDUCCIÓN DE PATÓGENOS
•PARA LA MINIMIZACIÓN DE RIESGOS
MICROBIOLÓGICOS DEL LODO SE HA USADO
TRADICIONALMENTE UNA DOBLE BARRERA:
•1º ESTABILIZACIÓN, NORMALMENTE MEDIANTE
DIGESTIÓN ANAERÓBICA MESÓFILA (33-37°C)(reduce
considerablemente pero no elimina la carga de
patógenos).
•2º REDUCCIÓN ADICIONAL DEL RIESGO POR
LIMITACIONES EN TIPO O RECOLECCIÓN DE LOS
CULTIVOS
TRATAMIENTOS AVANZADOS PARA LODOS
PROCESO PARÁMETROS
COMPOSTAJE WINDROW Los lotes de lodo (+/- estructurante) deben mantenerse
tras 3 volteos a 55ºC durante 4 horas y el proceso se
completará con un período de maduración
PILAS AIREADAS Y
COMPOSTAJE EN REACTOR El lote debe mantenerse por encima de 40º, 5 días y de
55ºC, 4 horas. Completar con maduración
SECADO TÉRMICO 80ºC durante 10 min y reducción de Humedad < 10%
DIGESTIÓN TERMOFÍLICA
(AERÓBICA O NO) 55ºC mínimo 4 horas después de última adición y antes de
su retirada. Diseño que permita una retención suficiente
para conseguir la estabilización
TRATAMIENTO TÉRMICO
SEGUIDO DE DIGESTIÓN
30 minutos a 70ºC seguida inmediatamente de digestión
anaeróbica mesofílica a 35ºC con retención mínima de 12
días
TRATAMIENTO CON CAL
(CaO)
Mezcla completa que de pH 12 y un mínimo de
temperatura de 55ºC durante 2 horas después de la
mezcla
•VARIOS ESTADOS HAN ADOPTADO CRITERIOS MÁS EXIGENTES
QUE LOS DE LA DIRECTIVA
•Y HAN PROHIBIDO LA APLICACIÓN DE LODO NO TRATADO
•LO QUE HA LLEVADO EN LA PRÁCTICA A QUE NO SE USEN EN
AGRICULTURA
MENOS INCONVENIENTES
SI SE REALIZA
UN COMPOSTAJE PREVIO
•TÓXICOS DESCOMPUESTOS
•MO ESTABILIZADA Y
HUMIFICADA
•NITRÓGENO
+ESTABLE
•DESTRUCCIÓN
PATÓGENOS
•CULTIVOS MÁS
RENTABLES
COMPOSTAJE
• Potencia los mecanismos de
degradación biológica de los
contaminantes:
– ROTURA METABOLICA
– COMETABOLISMO
– CONJUGACIÓN CON HUMUS
DEL SUELO
• MEJORA DE LAS PROPIEDADES
FÍSICAS
COMO EN EL SUELO:
LOS PRODUCTOS QUE SE DEGRADAN EN SUELO
LO HACEN EN EL COMPOSTAJE MÁS RÁPIDAMENTE
LOS MUY PERSISTENTES,
LO SON EN EL COMPOSTAJE
Zona contaminada del Guadiamar-Parcela experimental “El Vicario”
•CB: 30 Mg ha-1
Depth(cm)
0-15 15-30
Cd
(mg
kg
-1)
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
a
b b
ab
ab
bb
a
b
b
ab
ab
ab
ab
Depth(cm)
0-15 15-30
Cu
(mg
kg
-1)
0
1
2
3
4
a
a a
a a
a
a
a
aa
aa
a
a
Depth(cm)
0-15 15-30Z
n(m
g k
g-1
)
0
10
20
30
40
50
60
NA
SL2
SL4
BC2
BC4
LESL2
LESL4
a
b b
ab
b
ab
b
a
bb
ab ab
ab
ab
Depth(cm)
0-15 15-30
pH
2
3
4
5
6
7
8
NA
SL2
SL4
BC2
BC4
LESL2
LESL4
a
cbc
abc
abc
abcbc
a
b
ab
ab
abab
a
•Aumento del pH de los
suelos enmendados con
compost de lodos
•Disminución de las
concentraciones de
metales pesados
disponibles
Disminución de las
concentraciones de
metales pesados en
plantas
PROYECTO LIFE “PROCESOS DE CO-COMPOSTAJE Y
APLICACIÓN DE SUS PRODUCTOS…”
www.compostandalucia.net
•COMPOST LODO-PODA (1:3), LODO-RSU-PODA (1:1:2)
•MADUROS, RELACIONES C/N 10-15
•EN NUMEROSOS ENSAYOS NO SE DETECTARON SIGNOS DE
DEFICIENCIA DE NITRÓGENO,
•AL CONTRARIO, CRECIMIENTO MUY VENTAJOSO DE LAS PLANTAS
COMPOST DE LODOS:
MENOS HUMEDAD
MÁS EQUILIBRADO EN
NUTRIENTES
MÁS “DILUÍDO” MAYOR
DOSIS
MO MÁS DIVERSA, CON MÁS
COMPONENTES SIMILARES A
LIGNINA
unidad Lodo Compost
Lodo+
Poda
Humedad % spt 70.7 31
pH 7.09 6.6
C.E. dS/m 3.43 2.38
M.O. % 49.6 26
C/N 8.1 11.4
N % N 3.05 1.1
P % P2O5 4.07 1.7
K % K2O 0.44 0.8
Ca % CaO 11.8 12.8
Mg % MgO 1.62 1.3
S % SO3 3.23 1.51
Na % Na 0.115 0.08
Ensayos con cultivos agrícolas (I)
Cultivos: sandía y tomate
Ensayos con el compost BIOSÓLIDOS+PODA+RSU a distintas dosis sustituyendo al sustrato enriquecido
Mejor calidad de las cosechas
con compost
1) Con compost en sustrato previo a plantación
Ensayos con cultivos agrícolas (II)
Se obtuvieron
producciones y calidad de
cosechas similares en todos
los tratamientos y en ambos
cultivos
2) Compost como enmiendas. Sustitutos del estiércol en
invernadero.
Cultivos: melón y tomate
Dosis de 10 Tm/ha
No existieron diferencias entre tratamientos en % de germinación ni en tamaño de planta.
Ligero aumento a dosis moderadas (30%)
Ensayos en viveros hortícolas (I)
Cultivo: sandía
Compost como sustituto de la turba
Dosis 30% y 50% compost A, B y C
Algarrobo cultivado en sustrato con compost
de lodo mezclado con turba
Retama cultivada en
sustrato con compost de
lodo mezclado al 40% con
turba
Romero cultivado en sustrato con compost
de lodo mezclado al 50% con turba
El compostaje reduce muy
significativamente los
microorganismos
indicadores en compost de
lodos
Microbiología del compost de lodos
Compost Lodo Compost
estiércol
Salmonella Ausencia en
100 g
Ausencia en
100 g
Coliformes
totales
230 ufc/100 g 240.000
ufc/100 g
Coliformes
fecales
Ausencia en
100 g
24.000
ufc/100 g
El mayor problema
en el compostaje de
lodos puede ser la
generación de
olores
GRACIAS POR
SU ATENCIÓN