Remediación de suelos contaminados por plaguicidas y otros contaminantes

Introducción

Desde el año 1950, la población mundial se ha triplicado, situándose actualmente en algo más de 8.000 millones de personas. Además, se prevé que siga aumentando de forma exponencial, estimándose en un tercio más hasta alcanzar los 10.000 millones para 2050. 

Sin embargo, esta evolución está trayendo consigo una degradación de los ecosistemas. Actualmente, en torno al 75 % del medio ambiente terrestre y el 40 % del marino están muy alterados (SOER, 2020). 

Y según la Unión Europea (2023) el 60 % de los suelos de Europa se consideran insalubres debido a las prácticas de gestión actuales, la contaminación, la urbanización y los efectos del cambio climático.

Para poder alimentar a toda esta población se debe de aumentar la producción de alimentos en más del 70 %

Los suelos sanos y fértiles son un activo clave para producir la cantidad suficiente de alimentos para esa proyección de población mundial.

Habida cuenta de que el 95 % de nuestros alimentos se producen directa o indirectamente en este recurso natural, la degradación del suelo tiene un efecto directo sobre la seguridad alimentaria.

Los suelos degradados reducen la prestación de servicios ecosistémicos como alimentos, piensos, fibras, madera, el ciclo de nutrientes, el secuestro de carbono, el control de plagas o la regulación del agua. Además, los suelos degradados intensifican la presión sobre los suelos sanos que quedan.

La problemática de los suelos contaminados

Según la FAO (2019), el término 'contaminación del suelo' se refiere a la presencia de un químico o una sustancia fuera de sitio y/o presente en una concentración más alta de lo normal que tiene efectos adversos sobre cualquier organismo al que no está destinado.

Según la Ley 7/2022, de 8 de abril de Residuos y Suelos Contaminados para una Economía Circular, se define suelo contaminado como aquel cuyas características se han alterado negativamente por la presencia de componentes químicos peligrosos, procedentes de la actividad humana, en concentración que comporte un riesgo inaceptable para la salud humana o el medio ambiente, según los criterios y estándares determinados por el Gobierno.

La mayoría de los contaminantes tiene un origen antropogénico. Las principales fuentes antropogénicas de contaminación del suelo son los químicos usados o producidos como derivados de actividades industriales, desechos domésticos y municipales, incluyendo las aguas residuales, los agroquímicos y los productos derivados del petróleo.

Insumos agrícolas como fertilizantes, plaguicidas, antibióticos presentes en abono animal o los utilizados para la prevención de enfermedades y el tratamiento de infecciones en plantas son los principales contaminantes potenciales en tierras de cultivo y plantean retos especiales debido a los constantes cambios en las fórmulas químicas utilizadas.

En los últimos 20 años, el uso de plaguicidas en tierras agrícolas ha sido objeto de varias normativas de la Unión Europea (UE). Un estudio dirigido por el Observatorio del Suelo de la UE pone de manifiesto que los residuos de plaguicidas en el suelo están muy extendidos en las tierras agrícolas europeas (74,5 % de los suelos muestreados), mientras que la mayoría de los lugares (57,1 %) presentan mezclas de sustancias (dos o más). También se pueden encontrar otros tipos de contaminantes como no intencionados.

Afortunadamente, la conciencia de la importancia de la contaminación del suelo está creciendo alrededor del mundo, lo que conduce a un aumento en la investigación sobre la evaluación y remediación de la contaminación del suelo.

La remediación

Podemos definir la remediación de un suelo contaminado como la puesta en práctica de medidas correctoras cuyo fin es devolver los suelos a su estado inicial, o al menos a aquel que no suponga un riesgo potencial para la salud humana o de los ecosistemas.

Por todo ello, por la importancia que tiene el suelo, decidimos organizar desde Grupo Cajamar, en colaboración con Coexphal, y a través de la comisión técnica conjunta, una jornada presencial sobre 'Remediación de suelos contaminados por plaguicidas y otros contaminantes'. 

Dicha jornada se celebró el pasado día 7 de junio en la Sala de Cultura de la Fundación Cajamar.

El objetivo fue el de conocer el estado actual de nuestros suelos, en particular de los dedicados al cultivo del sureste peninsular, qué tipos de contaminantes hay presentes en ellos y las aguas regeneradas para riego, además de cómo poder actuar para garantizar la sanidad de estos suelos y de los alimentos cultivados en ellos.

La jornada se inició con la presentación de la jornada por parte de Ramón Gil, director de la Estación Experimental de Cajamar, y Jan Van Der Blom, responsable del Departamento de técnicas de producción de Coexphal.

La presencia de contaminantes

La primera intervención fue la de Francisco Garrido, director del laboratorio Labcolor de Coexphal, a través de una charla cuyo título era: 'Plaguicidas detectados en los suelos cultivados de nuestra provincia: tipos y frecuencia'. 

En ella comentó las diferentes moléculas presentes en suelos en los análisis de los dos últimos años, en suelos de cultivos ecológicos, para tener una idea de los compuestos más persistentes y/o peligrosos, ya que en estos suelos no se pueden aportar fitosanitarios.

Incidió en la importancia de conocer bien las características de los suelos y las propiedades de los plaguicidas, ya que pueden influir en la permanencia y persistencia. Así cómo también recomendó que se deben de analizar las plantas para poder completar la información y correlacionarlo con los suelos analizados.

La recuperación de suelos con técnicas microbiológicas y químicas

La segunda charla la impartió la investigadora del Departamento de Microbiología de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Sevilla, Alba Lara Moreno, cuyo título era: 'Aplicación de técnicas microbiológicas y químicas para la recuperación de suelos contaminados por compuestos orgánicos persistentes', donde nos habló del interés creciente por los métodos de recuperación biológicos de suelos contaminados, presentándose la biorrecuperación como una alternativa a los métodos convencionales, ya que se trata de una herramienta respetuosa con el medio ambiente, de bajo coste y no invasiva, que utiliza organismos vivos para detoxificar las sustancias de riesgo para el hombre y el medio ambiente.

Básicamente explicó la metodología seguida en su propuesta de remediación: como muestreaban suelos contaminados y se realizan cultivos de enriquecimiento y aislamiento bacteriano para obtener los microorganismos adaptados, ensayos de biodegradación para confirmar la capacidad degradadora, clasificación taxonómica y determinación de los genes degradadores, y por último, la eficacia del tratamiento.

Sus estudios se han centrado en diferentes contaminantes orgánicos: cinco herbicidas pertenecientes a la familia química de las fenilureas (diurón, linurón, isoproturón, clortolurón y fluometurón), otro herbicida de la familia de las dinitroanilinas (trifluralina), un insecticida organofosforado (clorpirifós), así como hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) de bajo y alto peso molecular.

En su charla explicó que cuando la biodegradación no se puede llevar a cabo de forma natural debido a que los microorganismos no disponen de los nutrientes esenciales para ello en la zona contaminada, o no presentan las herramientas metabólicas necesarias para actuar sobre un determinado contaminante, emplearon técnicas para fomentar esta actividad microbiológica, siendo necesario recurrir a la biodegradación asistida a través del empleo de dos posibles técnicas: bioestímulo (mediante la adición de nutrientes) y bioaumento (inoculando microorganismos de origen endógeno y/o exógeno).

Gracias al empleo de distintas técnicas de biología molecular se ha conseguido, por un lado, identificar las cepas bacterianas aisladas y seleccionadas como degradadoras de los distintos contaminantes orgánicos estudiados mediante la secuenciación del ARN ribosómico 16S, y por otro, secuenciar el genoma de la cepa bacteriana seleccionada y describir la ruta de degradación. 

Para la confirmación de la presencia de estos genes degradadores en el genoma bacteriano, se emplearon herramientas bioinformáticas (BLAST, Clustal Omega, etc.) que nos permitieron alinear la secuenciación de los genes implicados.

La oxidación y biosolarización como estrategias de descontaminacion

La tercera charla fue impartida por Isabel Garrido, investigadora del Instituto Murciano de Investigación y Desarrollo Agrario y Medioambiental, donde nos impartió una charla con título: 'Descontaminación de suelos agrícolas con residuos de plaguicidas y otros contaminantes orgánicos mediante procesos avanzados de oxidación y biosolarización'.

Nos hizo una pequeña introducción sobre los contaminantes en el suelo, como se comportan y enumeró diferentes técnicas de remediación de suelos, centrándose en las tecnologías de remediación de suelos basadas en procesos avanzados de oxidación, ozonización y tecnologías mixtas como solarización y biosolarización.

En la segunda parte de su charla mostró diferentes casos de aplicación práctica de las tecnologías descritas anteriormente: el proyecto Life Agremsoil 'Descontaminación agroquímica de suelos agrícolas mediante la combinación de las técnicas de solarización y ozonización', o el proyecto AOPSOIL 'Remediación de residuos de plaguicidas y sus productos de transformación en suelo mediante procesos de oxidación avanzada y solarización'; además del proyecto Agroalnext 'Eliminación de contaminantes emergentes en aguas de depuradora y suelos agrícolas mediante técnicas respetuosas con el medio ambiente'.

Otros contaminantes de suelos

La cuarta intervención fue de Francisco Egea, director de la Catedra Cajamar-UAL de Bioeconomía circular, que con su charla 'Compuestos de Uso no intencionado en suelos' nos ilustró con los diferentes tipos de sustancias contaminantes que pueden afectar a nuestros suelos, centrándose en otros contaminantes no intencionados como plásticos y plastificantes (sustancias que les dan las diferentes características o atributos a los diferentes plásticos).

En la parte final de su intervención habló sobre la transición a la bioeconomía circular que se está realizando en la provincia de Almería, incidiendo en la importancia de controlar los diferentes procesos para realizarla de manera adecuada (ejemplos: gestión de restos de plásticos en restos vegetales, rafias biodegradables, lixiviados, etc).

Para finalizar la jornada, María Jesús Martínez, responsable del Grupo de investigación de la UAL de Residuos de Plaguicidas, nos habló del empleo de aguas regeneradas para para su uso para riego. Comentó la legislación que controla el empleo de las aguas regeneradas y los requisitos mínimos que deben de cumplir las mismas.

Han estudiado las sustancias detectadas en las aguas regeneradas, desde plaguicidas hasta antibióticos, analgésicos, analgésicos o fragancias sintéticas, haciendo pruebas con concentraciones extremadamente altas para simular el peor escenario posible, observando que las concentraciones en las hortalizas regadas de forma continuada con aguas regeneradas no suponen un riesgo para la salud humana por su ingesta.

También están estudiando los tipos de microplásticos y sus concentraciones en el suelo y en las aguas regeneradas, siendo muy superiores las concentraciones en los suelos que, en las aguas, detectándose en mayor presencia polipropileno (PP) y polietileno tereftalato (PET) en suelos, y politetrafluoroetileno (PTFE) y de nuevo PET en aguas regeneradas.

Bibliografía

• Rodriguez Eugenio, N.; McLaughlin, M y  Pennock, D. 2019. La contaminación del suelo: una realidad oculta. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura.https://data.europa.eu/doi/10.2760/86566
• Propuesta de directiva del Parlamento Europeo y del Consejo relativa a la vigilancia y la resiliencia del suelo (Ley de vigilancia del suelo). 2023.
• Agencia Europea de Medio Ambiente:  El medio ambiente en Europa. Estado y perspectivas. 2020. https://www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-2022-5809