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USO AGRÍCOLA DE LODOS RESIDUALES DE
PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
PRESENTA: Dr. EDUARDO GONZÁLEZ FLORES
III SIMPOSIO INTERNACIONAL
DE RESIDUOS EN EL PERÚ
LIMA, PERÚ SEPTIEMBRE 2013
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Los lodos residuales son subproductos de los procesos de
tratamiento de aguas residuales municipales o industriales
Cuando los lodos residuales han sido estabilizados por algún proceso físico,
químico o biológico se les denomina biosólidos (SEMARNAT 2002).
INTRODUCCIÓN
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Barranca del Conde San Francisco Parque Ecológico Atoyac Sur Alseseca Sur
200 toneladas diarias
2003 Sistema Operador de Agua y
Alcantarillado de Puebla (SOAPAP)
Programa
“Aplicación de biosólidos como mejoradores
de suelos y fuente de nutrientes para maíz”
• 400 t ha-1
• Repetición cada 4 años
• Sin fertilización mineral
• Aplicación exclusiva a cultivos de maíz (Zea Mays L.)
• Comunidades a no más de 25 km de la planta
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USO DE LODOS RESIDUALES EN LA AGRICULTURA
VENTAJAS-RECURSO
Aporte de materia orgánica y nutrientes al suelo
Reducción del empleo de fertilizantes minerales
Reducción del flujo de residuos a rellenos sanitarios
e incineradores
INCONVENIENTES-RESIDUO
Aporte excesivo de nutrientes
Acumulación y disponibilidad de metales pesados
Aporte de contaminantes orgánicos
Presencia de organismos patógenos
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¿Aumenta la disponibilidad de metales pesados y en consecuencia el riesgo
de su ingreso a las redes tróficas a través de las plantas de maíz?
¿Cuál es el efecto de los biosólidos aplicados a suelos agrícolas sobre la
fertilidad en función del tiempo?
PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN
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Determinar el efecto que los biosólidos producen en la fertilidad del
suelo en un periodo de seis años.
Determinar la variación de la disponibilidad de Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb
y Zn suelo en un periodo de seis años.
Determinar el contenido de Cd, Cu, Ni, Pb y Zn en raíz, tallo, hoja y
grano de la planta de maíz.
OBJETIVOS
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METODOLOGÍA GENERAL
ZONA DE ESTUDIO
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TOMA DE MUESTRAS
2008 2007 2006 2004 2005 2003 Testigo
1 2 4 3 6 5
Toma de muestras de suelo y tejido vegetal se realizó en 2009
Antigüedad de aplicación
• Una sola aplicación de biosólidos
• Incorporación de biosólidos al suelo
• Cultivo de maíz
Suelo
• 10 submuestras por terreno
• Una muestra compuesta por terreno
• 0-30 cm de profundidad
Tejido vegetal
• Tres plantas por terreno
• Una muestra compuesta por terreno
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Suelo:
• pH
• Conductividad eléctrica (CE)
• Materia orgánica (MO)
• Capacidad de intercambio catiónico (CIC)
• Nitrógeno total (Nt)
• Nitrógeno de nitratos (N-NO-3)
• Nitrógeno amoniacal (N-NH+4)
• Cationes intercambiables (Na+, K+, Ca++ y Mg++)
• Micronutrimentos: Cu, Fe, Mn y Zn
• Metales extraíbles con DTPA: Cd, Cu, Ni, Pb y Zn
Tejido vegetal
Metales Cd, Cu, Ni, Pb y Zn
en raíz, tallo, hojas, hojas de
elote y grano.
Variables determinadas
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Métodos de análisis de suelo y
tejido vegetal
1. Para los parámetros de fertilidad el suelo (pH, materia orgánica,
CE, CIC, Nt, N-NH3, N-NH4+, etc.) se emplearon los métodos
establecidos en la (SEMARNAT, 2000).
2. Para la determinación de la disponibilidad de Cd, Cu, Fe, Mn,
Ni, Pb y Zn en suelo, se empleó el método de extracción con
DTPA (ácido dietilen-triamin-pentacético), establecido en
(SEMARNAT, 2000).
3. Para la determinación de Cd, Cu, Ni, Pb y Zn en las muestras de
tejido vegetal se empleo una digestión húmeda con H2SO4 y
H2O2 , (López-Ritas y López-Mélida, 1978).
4. La cuantificación en los extractos de suelo y tejido vegetal se
realizó por espectroscopia de emisión atómica de plasma
acoplado inductivamente (ICP-AES)
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RESULTADOS
pH
Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)
Testigo 1 2 3 4 5 6
pH
6.0
6.2
6.4
6.6
6.8
7.0
7.2
7.4
7.6
Fertilidad del suelo
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MATERIA ORGÁNICA
Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)
Testigo 1 2 3 4 5 6
% M
ate
ria O
rgánic
a
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Materia Orgánica
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CIC
Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)
Testigo 1 2 3 4 5 6
CIC
(m
eq 1
00
g-1
)
10
20
30
40
50
60
Capacidad de Intercambio Catiónico
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NITROGENO NITRATOS
Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)
Testigo 1 2 3 4 5 6
N.N
O3 (
pp
m)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Nitrógeno de Nitratos
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Parámetros
Antigüedad
aplicación
biosólidos
(años)
CE
(ds m-1)
N-NH+4
(ppm)
Nt
(%)
P
(ppm)
K int
(cmolckg-1)
Ca int
(cmolckg-1)
Mg int
(cmolckg-1)
Na int
(cmolckg-1)
Testigo 0.41 10.3 0.01 17.48 0.26 12.30 5.40 0.31
1 2.93 15.27 0.04 68.00 0.19 41.90 7.10 0.35
2 4.36 16.74 0.12 195.50 0.37 46.30 10.50 0.52
3 2.92 14.16 0.06 136.00 0.26 46.30 7.50 0.33
4 0.48 10.94 0.02 59.50 0.35 25.30 7.40 0.27
5 1.57 4.5 0.03 72.25 0.39 28.40 8.80 0.37
6 0.85 9.1 0.03 88.22 0.46 20.20 5.50 0.29
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Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)
Testigo 1 2 3 4 5 6
Concentr
ació
n (
mg k
g-1
)
0
5
10
15
20
25
Cu
Zn
Fe
Mn
Ni
Pb
METALES EXTRAÍBLES CON DTPA
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RAÍZ
Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)
TESTIGO 1 2 3 4 5 6
Conce
ntr
aci
ón (
mg k
g-1
)
0
10
20
30
40
50
60
Cu
Ni
Zn
CONCENTRACIÓN DE Cd, Cu, Ni, Pb y Zn EN
TEJIDO VEGETAL DE MAÍZ
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TALLO
Antigúedad Aplicación Biosólidos (años)
TESTIGO 1 2 3 4 5 6
Conce
ntr
aci
ón (
mg k
g-1
)
0
10
20
30
40
50 Cu
Zn
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HOJAS
Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)
TESTIGO 1 2 3 4 5 6
Conce
ntr
aci
ón (
mg k
g-1
)
0
20
40
60
80
100
120
140Cu
Zn
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HOJA ELOTE
Antigüedad Aplicación Biosólidos (años)
TESTIGO 1 2 3 4 5 6
Con
cent
raci
ón (
mg
kg-1
)
0
10
20
30
40
50
60Cu
Zn
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GRANO
Antigúedad Aplicación Biosólidos (años)
TESTIGO 1 2 3 4 5 6
Con
cent
raci
ón (
mg
kg-1
)
0
20
40
60
80
100Cu
Zn
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* La correlación es significante al nivel 0,05 (bilateral).
** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral).
Metales en la planta Metales extraíbles con DTPA
Cu Zn Ni
Raíz
Cu .667 .612 .271
Ni -.643 -.630 -.348
Zn .837 .834(*) .784
Tallo
Cu .820(*) .733 .767
Zn .933 .884(**) .674
Hoja
Cu .645 .615 .542
Zn .916 .912(**) .786
Grano
Cu .288 .388 .225
Zn .051 .089 -.192
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CONCLUSIONES
1. La fertilidad de los suelos mejorados con biosólidos se
incrementa en los primeros tres años después de la aplicación.
Después de cuatro años comienza a disminuir.
2. La disponibilidad de Cu, Fe, Ni, Mn, Pb y Zn se incrementa
durante los primeros tres años después de la aplicación de
biosólidos; se mantienen niveles adecuados de estos elementos
para la planta en el suelo, durante ese lapso.
3. Las concentraciones de Zn en el grano de maíz no representan
un riesgo para la salud humana. La concentración de Cu en se
mantiene en los limites admitidos para ingesta diaria.
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LITERATURA CITADA
López-Ritas J. y López-Mélida J. (1978). El diagnóstico de suelos y
plantas. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid, 336 pp.
SEMARNAT (2000). Norma Oficial Mexicana NOM-021-SEMARNAT-
2000. Que establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y
clasificación de suelos, estudio, muestreo y análisis. Secretaria de Medio
Ambiente y Recursos Naturales. Diario Oficial de la Federación. 31 de
diciembre de 2002.
SEMARNAT (2002). Norma Oficial Mexicana NOM-004-SEMARNAT-
2002. Protección ambiental. Lodos y biosólidos. Especificaciones y límites
máximos permisibles de contaminantes para su aprovechamiento y
disposición final. Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales.
Diario Oficial de la Federación. 15 de agosto de 2003.