Degradación de Suelos Agricolas por Metales Pesados y Agroquímicos y efectos en la Producción Regional. Durante los años 2011 al 2013 el Centro de Investigaciones Aplicadas (CIAP) de la UTFSM ha efectuado el seguimiento de la condición de residualidad de los suelos agricolas de la región de O Higgins, a objeto de evaluar el riesgo de contaminación de los productos agricolas como frutas, hortalizas y alimentos elaborados entre los cuales se considera el Vino, productos para consumo interno o exportación. El trabajo ha permitido obtener información relevante sobre los riesgos a los que se exponen los productores tanto en la inocuidad de los alimentos que producen como en la competitividad de su cultivo, dadas las condiciones de residualidad de sus suelos. Luego de los resultados obtenidos se ha planteado la necesidad de efectuar un Seguimiento de la Degradación de Suelos Agrícolas sometidos a la acumulación de metales pesados provenientes de las faenas mineras y al uso de agroquímicos y fertilizantes propios de la explotacion agrícola. Resultados Alcanzados Los elementos con mayor presencia regional son Cobre y Arsénico, siendo Cobre el elemento de mayor presencia, como se verá a continuación: En el cuadro siguiente se presenta la situación de residualidad de de Cobre en suelos de la región. San Vicente San Fernando Santa Cruz Codegua 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 Coltauco El Olivar Graneros Cu mg/kg Saturación Contaminado Rengo Las Cabras Requinoa Placilla Residuos de Cobre presentes en suelos de la región de O Higgins Para comprender la magnitud de la situación se efectua una comparación de los datos obtenidos con las recomendaciones europeas que clasifican el riesgo de los suelos a partir de la concentración de los elementos. Los suelos no se consideran polucionados a menos que exista una concentración umbral que empiece a afectar procesos biológicos, La Unión Europea ha propuesto las directivas de Kelley 1
para clasificar los suelos según su grado de contaminación por metales pesados y establece cinco categorias. Suelo no contaminado. Ligeramente contaminado Contaminado. Contaminación alta. Contaminación inusualmente alta. Cuadro, rango de concentración de residuos en suelos según las directivas de Kelley Fuente: SAG En función de los resultados obtenidos y referenciados a las directivas de Kelley para el levantamiento de la condición de suelos degradados en la región, se presenta la distribución de las zonas consideradas Ligeramente Contaminadas en color amarillo y Contaminadas en color anaranjado, para Cobre, como salida de la información georeferenciada presentada por el modelo de gestión de contaminación desarrollado por CIAP, la que es proyectada en una capa de Google Earth 2
Fuente: Elaboración propia a partir de la proyección de la situación de suelos sobre un layer Google Earth Las condiciones de degradación clasifican como polución moderada a algunas zonas de Requinoa, Graneros y el Olivar, con residuos de cobre disponible con valores que superan los 100 ppm y de Contaminación para un sector de la comuna del Olivar y un sector importante de Requinoa que superan los 200 ppm de Cobre. La tasa de degradación se estima en función de la acumulación de los elementos traza y su efecto puede ser mayor en unos cultivos que en otros, asi por ejemplo, la contaminacion moderada por Cobre puede significar un gran efecto en la producción de Cebolla, bajando sustantivamente los rendimientos, caso similar ocurre con la producción de tomate al que afecta en el crecimiento y en la produccion de frutos, la situación es relevante si se considera que los productores de hortalizas en su mayoria son pequeños productores. Junto al caso de residuos de Cobre se consideró además la evaluación de la presencia de Arsénico, Plomo y Zinc, como se muestra en el ejemplo siguiente: 3
Caso El Abra, Requinoa 350 300 250 200 150 100 50 0 Cu As Zn Pb Asociado Mat Org ppm Asociado a Fe y Mn ppm Soluble en acido ppm Soluble e Intercambiable ppm Fuente: Elaboración Propia. 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Residuos de Plaguicidas presentes en el mismo sitio. Los valores están graficados en partes por millon [ppm] o [mg/kg]. Considerando la presencia de Arsénico en la gráfica y referenciado a las directivas de Kelley el sector evaluado tiene la condición de Contaminación Alta, situación en la que se encuentra un numero importante de predios agricolas en la región. Se ha mencionado el efecto de la presencia de Cobre en algunos cultivos, el caso de la producción de maíz en suelos con alta presencia de cobre se ha analizado y será expuesto en un documento único. Como se observa en la gráfica del suelo de la Zona del Abra, el segundo elemento de mayor presencia es el Arsénico, situación que se traduce en un alto riesgo de inocuidad en los frutos y cultivos. Para analizar la situación se debe evaluar el riesgo de que los elementos contenidos en el suelo se trasladen a los frutos, situación ya evaluada internacionalmente y que se puede observar en las gráficas siguientes donde se presenta la acumulación de Arsénico para damascos, manzanas y vino. 4
Curva de bioacumulación de Arsénico. Caso Damasco variedad Goldrich y Riland. Caso Manzana variedad Royal Gala. Fuente: Tree Fruit Research and Extension Center, Washington University (1992). Es importante observar que existe una relación entre el arsénico acumulado en el suelo y el encontrado en el fruto, lo que se conoce como factor de bioacumulación. La curva de la izquierda demuestra la relación de acumulación en fruto para Damasco y que puede ser extrapolable a Ciruela y Cereza (de la familia prunus), mientras que la curva de la derecha corresponde a la manzana Royal Gala. En la imagen siguiente se presenta el indice de bioacumulación de algunas hortalizas para elementos traza 5
Caso Uva vinífera y Proceso de elaboración de Vino. Fuente: Agricultural Institute of San Michele all Adige, San Michele all Adige, Italy (2012). En la gráfica de la izquierda se observa la presencia de arsénico en uvas blancas y uvas tintas, las que se comparan con la presencia en vino luego de la fermentación maloláctica, se puede apreciar que la presencia de arsénico contenida en la uva se ve reflejada en el Vino y el proceso de fermentación no tiene una gran incidencia en su reducción, lo que permitiría estimar el nivel de arsénico posible de encontrar en vino a partir de los niveles encontrador en la Uva o Berries como denominan los enólogos. Conclusión: Los productores agricolas de la región y en mayor medida aquellos situados en las zonas de alta concentración de residuos deben aprovechar la disponibilidad de la información de residuos en suelos para evitar el riesgo de afectar la inocuidad de sus cultivos, la consideración de la situación de los suelos afectará el plan de manejo del predio dado que el uso de fertilizantes y enmiendas orgánicas tiene altos efectos en el aumento de la disponibilidad de metales, esto considerando que los suelos ya tiene un nivel alto de residuos. Existe en la región la tecnologia necesaria que permita la captación de los elementos traza disponibles, evitando que estos llegen a los frutos, para lo cual se utilizan plantas que acumulan los residuos. En el caso de las hortalizas las plantas pueden retirar los elementos traza disponibles en ciclos alternos a las fechas de cultivo, mejorardo la capacidad productiva del suelo y evitando riesgos de inocuidad. Estas tecnologias están disponibles en el CIAP de la UTFSM para su trasferencia. La institución pública, principalmente aquellos que albergan programas PRODESAL, deben considerar la información por su relevancia respecto de los objetivos potenciales de productividad de los beneficiados, tanto en la selección de variedades adaptables a la situación del suelos como en el uso de estrategias de reducción de la contaminación que favorezca el aumento de su capacidad productiva, considerando que la presenciade metales en suelos agricolas es aun desconocido para los asesores en general. 6