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EFECTOS DE LA APLICACION DE BIOSOLIDO EN LA RECUPERACION DE UN SUELO SALINO

INTRODUCCIONComo subproducto del tratamiento de aguas residuales, se obtiene una gran cantidad de lodos primarios y/o secundarios los cuales poseen un alto contenido y una gran variedad de microorganismos patgenos, por lo que actualmente son considerados residuos peligrosos en Mxico. Sin embargo, la tendencia mundial apunta a la reutilizacin de este tipo de subproductos bajo condiciones controladas y con un tratamiento previo que reduzca el contenido microbiolgico de los mismos. Actualmente estos lodos son producto de muchos estudios para lograr la reduccin de patgenos, la eliminacin de olores desagradables, y la inhibicin, reduccin o eliminacin del potencial de putrefaccin de los mismos (Jimnez, et al., 1999). Para ello, se estn desarrollando tecnologas y procedimientos que permitan la transformacin de estos lodos a bioslidos, los cuales son lodos residuales que pueden ser reciclados benficamente (EPA, 1994). Este nuevo nombre refleja la tendencia actual de considerarlos mas como un producto susceptible de revalorizacin que como un desecho. Anteriormente, los lodos eran depositados en rellenos sanitarios o en el mar, o bien, incinerados, pero ha sido la conciencia de su valor lo que ha motivado el empleo creciente en la agricultura.

Para 1992, en los Estados Unidos la aplicacin de bioslidos a tierras agrcolas era del 33%, y para 1998 se increment al 60% (EPA, 1999). En Mxico se han aplicado lodos o bioslidos a tierras de cultivos no restringidos, como el maz, frijol, haba y coliflor entre otros, demostrando diversos beneficios a los cultivos as como a los suelos (Zamora, et al., 1999; Martn del Campo et al., 2001; Martnez et al., 2001). A pesar de ello, es necesario reducir el alto contenido microbiolgico antes de aplicar los lodos en la agricultura para reducir los riesgos a la salud humana y al ambiente. Baste mencionar que los lodos fisicoqumicos de Mxico contienen aproximadamente 3 y 6 rdenes de magnitud ms coliformes fecales y Salmonella spp. que los lodos primarios de otros pases. As mismo, el contenido de huevos de helmintos (promedio en huevos/g de masa seca) es de 59 en lodos primarios fisicoqumicos provenientes del agua residual de la Ciudad de Mxico, mientras que en lodos de plantas de tratamiento de Estados Unidos este valor es menor que 1 (Jimnez et al., 2000; Lue-Hing, 1992.). Estos valores preocupantes han llevado a la realizacin de varios proyectos de investigacin que se enfoquen a la reduccin adecuada de los microorganismos en los lodos, ya sea por procesos convencionales o no convencionales, sobre todo si se piensa en la aplicacin de bioslidos a cultivos de consumo humano.

Dentro de los procesos de estabilizacin no convencionales, el tratamiento con cido peractico ha demostrado reducir considerablemente el contenido de bacterias y huevos de helmintos (Barrios et al., 2001), produciendo un lodo estable con posibilidades de reutilizacin.

Sin embargo, la utilizacin de cidos para la estabilizacin de lodos hace pensar a algunos investigadores sobre la viabilidad o no, de la aplicacin de estos bioslidos a suelos, no solo como fertilizantes sino como mejoradores de suelos degradados, pero existen investigaciones en las que se ha probado el efecto de algunos cidos como mejoradores de suelo, por ejemplo Kurbatov et al., (1975) y Arana (1990), utilizaron cido ntrico y cido sulfrico de desecho industrial y obtuvieron como resultado que la aplicacin redujo el potencial electrocintico del suelo de 28 a 13 mV, provocando la agregacin, incrementando el radio de poros y por ende la conductividad hidrulica, as como la reduccin del porcentaje de sodio intercambiable (PSI), inclusive a la profundidad de 90 a 120 cm.

Con base en lo anterior, este trabajo se enfoca a la aplicacin de bioslidos estabilizados con cido peractico a suelos salino-sdicos de Texcoco, con el fin de evaluar los cambios o impactos que se generen en dichos suelos, as como de proporcionar datos experimentales para sustentar la aplicabilidad de lodos estabilizados en terrenos degradados no agrcolas.

METODOLOGA

ESTABILIZACIN DE LODOSLos lodos se estabilizaron con cido peractico a una dosis de 500 ppm. El mezclado se realiz a 320 r.p.m. con un tiempo de contacto de 30 minutos. Despus se procedi a su acondicionamiento aadiendo un polmero floculante (Ecofloc 6120) a una dosis de 9.7 kg de polmero/ton ST. La deshidratacin de los lodos se realiz con la ayuda de un filtro prensa y se obtuvo un lodo deshidratado con el 19% de ST.

A los lodos crudos se les determin el pH, slidos totales, slidos voltiles, coliformes fecales (CF), huevos de helmintos(HH) y Salmonella spp.; mientras que a los bioslidos de les determin pH, conductividad elctrica, slidos totales, slidos voltiles, coliformes fecales, huevos de helmintos, nitrgeno amoniacal, nitrgeno orgnico, fsforo total, sodio, calcio y magnesio, arsnico, cadmio, cobre, mercurio, nquel, plomo, selenio y zinc; los nutrientes se analizaron para calcular la tasa agronmica; los metales para determinar si cumplen con las caractersticas de bioslidos tipo B para la viabilidad de aplicacin a suelos y los iones para el calculo de la RAS.

CIDO PARACTICO El cido peractico surge a partir del tratamiento de cido actico con perxido de hidrgeno, siendo 0.37 el valor de laconstante de equilibrioa temperatura ambiente:H2O2+ CH3CO2HCH3CO3H + H2OComo alternativa, elcloruro de etanoiloy elanhdrido acticopuede ser usado para generar productos con menor contenido de agua.El compuesto se produce alimentando de manera continua cido actico yperxido de hidrgenoen un medio de reaccin acuoso que contienecido sulfricocomocatalizador. La reaccin se mantiene por hasta diez das para lograr altos rendimientos de los productos de acuerdo a la siguiente ecuacin.3

AGENTE ANTIMICROBIANOEl cido peractico es un agenteantimicrobianoideal debido a su alto potencial oxidante. Es ampliamente efectivo contra microorganismos y no es desactivado por lacatalasayperoxidasa, enzimas que rompen el perxido de hidrgeno. Se degrada hasta residuos seguros y respetuosos con el medio natural, como lo son el cido actico y el perxido de hidrgeno, y por lo tanto puede ser utilizado en aplicaciones sin enjuague. Puede ser utilizado sobre un amplio rango de temperatura (040C), en un amplio rango depH(3.07.5), en procesos delimpieza en sitio(clean-in-place, CIP), en condiciones deagua dura, y no es afectado por residuos de protena.

QU SON LOS BIOSLIDOS Y QU NORMA DEBE CUMPLIR?; CUL ES SU CLASIFICACIN?Se identifica a los Bioslidos residuales como aquellos slidos remanentes del proceso de tratamiento de agua de desecho urbano, compuestos por materia orgnica residual no descompuesta, o en proceso de descomposicin, obtenidos de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR).El uso de los Bioslidos residuales en la agricultura est supeditado a los niveles de concentracin de los parmetros de patgenos, parsitos y metales pesados, segn NOM-004-SEMARNAT-2002, siendo las clases A, B y C como las ms idneas. Varios estudios en Mxico y en el mundo demuestran que el uso de los Bioslidos residuales en los cultivos incrementan el rendimiento, SALCEDO-PEREZ, Eduardo, VAZQUEZ-ALARCON, Antonio, KRISHNAMURTHY, Laksmy et al. 2007; G. Montes et al. 2004 y en plantaciones forestales aumentan la sobre vivencia.NORMATIVIDADNORMA OFICIAL MEXICANA NOM-004-SEMARNAT-2002, PROTECCIN AMBIENTAL: LODOS Y BIOSLIDOS, ESPECIFICACIONES Y LMITES MXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES PARA SU APROVECHAMIENTO Y DISPOSICIN FINAL. Se ha considerado que los Bioslidos por sus caractersticas propias o por las adquiridas despus de un proceso de estabilizacin pueden ser susceptibles de aprovechamiento siempre y cuando cumplan con los lmites mximos permisibles de contaminantes establecidos en la presente Norma Oficial Mexicana o, en su caso, se dispongan en forma definitiva como residuos no peligrosos, para atenuar sus efectos contaminantes para el medio ambiente y proteger a la poblacin en general.NOM 004 LODOS Y BIOSLIDOSLos Bioslidos se clasifican en tipo: excelente y bueno en funcin de su contenido de metales pesados; y en clase: A, B y C en funcin de su contenido de patgenos y parsitos.TABLA 2. APROVECHAMIENTO DE BIOSLIDOS

BENEFICIOS AL SUELO UTILIZANDO BIOSOLIDOS. En este proyecto se utilizaron los Bioslidos que se obtienen de la planta de tratamiento de aguas residuales de Ocotln, aplicndolos en los campos de cultivo, estos Bioslidos provenientes de la depuracin de aguas residuales de la ciudad. Es importante destacar que el uso de estos lodos modifica las propiedades fsico-qumicas y biolgicas del suelo: Aumenta la retencin del agua. Mejora la estructura. Incrementa la CIC Aporta macronutrientes (N,P y K) y micronutrientes (Fe, S, Mo, Al, Ca, Mg y Zn) de manera prolongada, dndole ms fertilidad. Incrementa la M.O. Aumenta la actividad microbiana y Ayuda a disminuir la contaminacin por agroqumicos.

AIREACIN DEL SUELOLa aireacin del suelo se refiere al abastecimiento de oxgeno para el buen desarrollo de los microorganismos y de las races de las plantas que posee el suelo. En otras palabras, es el cambio que se produce entre los gases del suelo y los gases de la atmsfera.Los efectos de la aireacin en el suelo son muy variados, pero al final todos redundan en el crecimiento y sobrevivencia de los rboles y las plantas en general, lamayora de las cuales requiere de suelos bien aireados. Sin embargo, las plantas vasculares muestran un amplio rango de tolerancia ante la falta de O2o el exceso de CO2.(Donoso 1997)Las races y los organismos necesitan respirar para crecer y cumplir sus diferentes funciones, por consiguiente deben tener suficiente cantidad de O2en el suelo, situacin que no es tan normal en la atmsfera del suelo como lo es en la atmsfera terrestre.La mayor parte de los rboles forestales requieren contenidos de O2en el suelo superiores al 10%, para obtener una adecuada tasa de respiracin y crecimiento de las races (Daubenmire, 1974) citado por Donoso, 1997. Generalmente, las races de las plantas se ubican en los horizontes superficiales mejor aireados, donde los niveles de O2fluctan entre el 10% en su lmite inferior y el nivel de la atmsfera cerca de la superficie.Las races pueden soportar niveles de O2hasta de 2% sin sufrir mayores daos. Bajo stos niveles, especialmente si se mantienen durante largo tiempo, la falta de O2,, produce daos importantes (Lutz y Chandier, 1959).La deficiencia de O2en el suelo produce normalmente el cese del crecimiento de las races, lo que va acompaado por daos o la muerte de ellas. Externamente esto se manifiesta luego por descoloracin y muerte de las hojas, reduccin en el crecimiento del tronco y, en ocasiones, la muerte de los rboles.La mala aireacin de los suelos afecta al crecimiento de los rboles al disminuir detener la tasa de descomposicin de la materia orgnica, y al disminuir la respiracin d. las races. Cuando disminuye la descomposicin de la materia orgnica, el nitrgeno tiende a fijarse en ella y se producen y acumulan bicarbonatos de Fe y Mn, compuestos ri nitrgeno y azufre (HgS) en concentraciones txicas (Kramer y Kozowski, 1960; Dauben mire, 1974).La disminucin de la tasa de respiracin reduce, a su vez, el crecimiento do las races, la absorcin de nutrientes y, en parte, la absorcin, conduccin de agua v transpiracin durante las inundaciones, lo cual se debera a que el sistema conductor se obstruye por la actividad bacteriana producida en las races que estn muriendo, \ tambin por la acumulacin de materiales gomosos (Kramer, 1951).La disminucin en la absorcin de nutrientes por las races se debe a que el dao producido por la falta de aireacin disminuye la formacin de nuevas races, lo cual naturalmente disminuye, a su vez, la superficie de absorcin de nutrientes.

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