Evaluación del contenido de nutrientes y contaminantes en suelos y suelos adicionados de biosóloidos y compost

Abstract

Al igual que la mayoría de los países del mundo, en Chile los biosólidos son un desafío. Mejores condiciones sanitarias para la población requieren una gestión aún más rigurosa de estos residuos. Producto de ello, la disposición final de éstos se trasforma en una problemática. Una de las posibles vías de solución es la utilización de los lodos sanitarios, adicionados como lodos propiamente tal o formando parte del compost en plantaciones forestales, ya que éstos tienen la capacidad de agregar nutrientes y materia orgánica a los suelos en donde se apliquen. Para ello se ha tomado como área en estudio suelos forestales de bosques chilenos y mezclas de suelos forestales correspondientes a cada una de las regiones en estudio del país: V, VI y VII. Estas mezclas fueron incubadas en laboratorio a 25 ºC por 8 meses con lodos y compost, en dosis equivalentes a 400 y 800 mg/kg de N, correspondientes a una aplicación de 15 y 30 ton ha-1 respectivamente. Las muestras de suelos, lodos, compost, suelo-lodo y suelo-compost fueron caracterizadas, estudiándose además el impacto de la incorporación de biosólidos en suelos forestales en una experiencia en terreno. En forma paralela se incubaron en laboratorio suelos forestales (sin aplicación alguna) con biosólidos y compost. Se determinó el contenido total de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg) y contaminantes (Cu, Pb, Zn, Cd, Ni, Fe, Mn) en los suelos de la experiencia en terreno y en las mezclas incubadas. También se estudió la extractabilidad de los metales de los suelos incubados en tres extractantes distintos: Acetato de Amonio 1M a pH 7.0, Bicarbonato ácido de sodio 0.5 M a pH 8.5 y Agua destilada; realizándose con éste último tres extracciones durante distintos períodos de las incubaciones: 1 mes, 3 meses y 8 meses a partir del inicio de éstas. Las mezclas de suelos incubadas con lodo y compost presentan pHs que oscilan entre 4.5 y 5.5, siendo la acidez mayor para las dosis más altas de aplicación. En los suelos en terreno el pH oscila entre 5.2 y 6.37 para Jaururo, mientras que para San Pedro lo hace entre 4.65 y 5.89, aumentando el pH a medida que aumentaba la profundidad de los horizontes. En la experiencia en terreno los valores de los índices de concentración de macro y micro elementos no reflejan la cantidad de material orgánico incorporado a los suelos por parte de las dosis 15 y 30 Ton de nitrógeno por hectárea, atribuyendo probablemente dicha situación al terreno mismo, un sistema natural altamente variable, que no permite concluir con certeza que hubo un aumento real en la concentración de los elementos como resultado de una aplicación directa. El comportamiento general en los índices de metales pesados en ambas incubaciones, lodos y compost, es a incrementar levemente estos valores en las mezclas de suelos, a partir de un nivel basal testigo, comparado con las dosis aplicadas 15 y 30 ton ha-1. Sin embargo, este incremento no es notorio en base a la diferencia de los valores de dichas dosis. En todos los casos los niveles de concentración están por debajo de las normas ambientales establecidas. La solubilidad de los suelos en agua, medida en tres períodos distintos disminuye a medida que trascurre el tiempo de incubación, lo que estaría evidenciando que la capacidad de retención de metales y estructura misma de los suelos esta mejorando. En el caso de los otros extractantes, bicarbonato y acetato, que a pesar de poseer una fuerza de extracción superior que el agua, tampoco extraen del suelo en forma notoria los elementos metálicos. Todo esto ayudaría a afirmar que el uso de lodos y compost, como mejoradores, es beneficioso para los suelos y constituye una salida útil a un problema de disposición final de los residuos generados en la plantas de tratamientos de aguas servidas.

Like in the majority of the world’s countries, the biosolids are a challenge in Chile. Better hygienic conditions for the population require an even more rigorous management of these residues. As a result, their final physical ubication becomes a problem. One of the possible solutions is to use added sewage sludges as sludges or forming part of the compost in forest plantations, since they have the capacity to add nutrients and organic matter to the soil wherever they are applied. For that, forest soils of chilean woods and mixtures of forest soils have been taken as research areas which correspond to every region of the country researched: V, VI and VII regions. These mixtures were incubated in a laboratory at 25ºC for 8 months with sludges and compost in equivalent doses of 400 and 800 ppm of N which correspond to an application of 15 and 30 ton ha-1 respectively. The samples of soils, sludges, compost, soil-sludge and soil-compost were characterized and also the impact of the addition of biosolids on forest soils were studied in the field. At the same time, forest soils were incubated in a laboratory (without any application) with biosolids and compost. The total content of nutrients (N, P, K, Ca, Mg) and contaminants (Cu, Pb, Zn, Cd, Ni, Fe, Mn) on soils studied in the field and in the incubated mixtures were determined. Also, the extractability of the incubated soils in three different solutions were studied : 1M to pH 7.0 of amoniun acetate; 0.5M to pH 8.5 of acid bicarbonate of sodium and distilled water from which three extractions were made during the different incubation periods: 1 month, 3 months and 8 months from the beginning of these incubations. The mixtures of the soils incubated with sludge and compost show pHs between 4.5 and 5.5 being the highest acidity for the highest doses of the application. In the fields the pH goes between 5.2 and 6.37 for Jaururo, and between 4.65 and 5.89 for San Pedro increasing the pH as the depth of the segments increase too. The study done in the field, the concentration rate of macro and micro elements does not reflect the quantity of organic matter incorporated by the doses of 15 and 30 Ton of N per hectare to the soil, probably due to the field itself, a natural system highly variable which does not permit to conclude with certainty that there was an actual increase in the concentration of the elements as a result of a straight application. In both incubations, sludges and compost, the general behaviour in the rates of solid metals is the slightly increase of these rates in the soil mixtures from the soil rates without application compared with the doses 15 and 30 ton ha-1 applied. Nevertheless, this increase is not significant according to the difference in the rates of such doses. In all cases, the concentration levels are below the established environmental standards. The solubility of the soils in water measured within 3 different periods decrease as time of incubation pass which shows that the capacity of retention of metals and soil structure is improving. In the case of the other solutions, bicarbonate and acetate, do not extract from the soil metalic elements in great quantities either even though they have better mecanism of extraction than distilled water. Everything mentioned before would help to affirm that the use of sludges and compost as conditioners is beneficial for the soils and it is a useful solution for a problem of a final physical ubication of residues generated by sewage disposal plants.