Introducción

El suelo es considerado un recurso natural frágil y no renovable, debido a que resulta difícil y costoso recuperarlo o incluso, mejorar sus propiedades después de haber sido alterado. La concentración de metales pesados (Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb, Zn etc.) en el suelo es un factor limitante para el uso agrícola del mismo.

Tal condición tiene su origen en la meteorización que experimenta el material parental bajo condiciones normales de formación del suelo y aunque son constituyentes naturales en todos los suelos, su concentración se puede incrementar debido a fuentes antropogénicas (González et al., 2010). Así, la concentración de metales pesados y su movilidad en suelos ha aumentado por causas no naturales, siendo la actividad humana la fuente principal de este incremento en la contaminación de los suelos.

Estas actividades provocan una modificación del contenido natural de los metales pesados, y pueden ser de diferente origen: vertidos industriales, vertidos procedentes de actividades mineras, aplicación de productos químicos agrícolas, lodos residuales, gases de combustión, emisión de partículas por los automóviles y por último, aunque no menos importante, los residuos sólidos de origen doméstico (Sánchez, 2003, citado por Hernández, 2011).

Las variadas formas de degradación de los suelos, derivadas primordialmente del uso y manejo que se le da a los mismos, se han transformado en la mayor limitación para la expansión e intensificación de la agricultura en todo el mundo, y especialmente, en las regiones tropicales y subtropicales dado un uso no controlado de fertilizantes tanto orgánicos como inorgánicos y de plaguicidas, es decir, son los principales obstáculos para la producción y requerimientos de alimentos para la población mundial en su conjunto (Lugo-Morín y Rey, 2009).

Los metales pesados son de toxicidad extrema porque como iones o en ciertos compuestos, son solubles en agua y el organismo lo absorbe con facilidad. El cadmio puede ser absorbido fácilmente por las plantas, aunque no es esencial para la producción de los cultivos, generando por el contrario, efectos tóxicos en ellas, en animales y, por último, en el hombre, por ser un metal pesado no biodegradable que causa serios problemas de salud pública.

Ello, porque una vez dentro del organismo, tiende a combinarse con las enzimas y a inhibir su funcionamiento. Hasta dosis muy pequeñas (0,1-0,2 µg/g) producen consecuencias fisiológicas o neuronales graves (González y Mejía (1995); Castro (1999); Matamoros (2005); Navarro et al., 2007.

La agrocontaminación y la erosión son problemas ambientales relevantes, ya que la composición y características generales de los contaminantes es muy variada, por lo que la interacción de los mismos con los componentes edáficos puede ser múltiple, pudiendo ocurrir simultáneamente varios tipos de reacciones (Vázquez et al., 2001).

En los últimos años, y en las condiciones actuales en las que se han desarrollado las actividades agrícolas en Venezuela, y específicamente en el municipio Miranda, al sur del estado Anzoátegui, pueden apreciarse diversas fuentes de contaminación que, con el paso del tiempo, tienden a provocar la alteración del suelo y a repercutir en la producción de los cultivos. Esto se debe a la adición de diversas sustancias, como: fertilizantes, plaguicidas, además de los derrames ocurridos por la actividad petrolera en la zona.

Por otra parte, la agricultura intensiva practicada en estos suelos ha provocado procesos degradantes, que han llevado a los productores a la búsqueda de alternativas de fertilidad para el desarrollo de una agricultura sustentable, entre las cuales se encuentra el uso de abonos orgánicos, principalmente estiércoles, que son fuente importante de materia orgánica, pero que pueden también aportar cadmio, llegando a constituirse en un factor limitante en el uso agrícola de estos materiales (Abad, 1998).

La contaminación por este metal, puede reducir considerablemente la productividad del suelo, incidiendo negativamente sobre la calidad del mismo. Por lo tanto, para evaluar el impacto de los metales pesados en el suelo es necesario conocer el tipo y concentración del elemento en las distintas fases de este sistema, debido a que cantidades importantes del elemento podrían estar presentes en formas no disponibles para las plantas (Martínez y Rivero, 2005). Ritchie y Sposito (1995) señalan la importancia de distinguir las especies químicas de cadmio, de acuerdo a la distribución de los componentes en el suelo para cuantificar los riesgos de contaminación.

El concepto de calidad de suelo cobra gran relevancia en este análisis, y se refiere a la capacidad de un tipo específico de suelo para funcionar dentro de límites ecosistémicos naturales o manejados, para sostener la productividad vegetal y animal, mantener la calidad del aire y del agua y ser soporte de la habitabilidad y la salud humana (Karlen et al., 1997). Para lograr un manejo adecuado del suelo que permita su conservación como recurso, es necesario contar con indicadores que permitan evaluar su calidad.

El desarrollo de tales indicadores debe hacerse con base en las funciones del suelo que se evalúan, considerando aquellas propiedades edáficas sensibles a los cambios de uso. Adicionalmente, estos investigadores afirman que las formas disponibles no están necesariamente asociadas con una especie química en particular o un componente químico especial del suelo. Así, conociendo el peligro que representan los metales pesados y muy especialmente el cadmio, por su posibilidad de bioacumularse, surgió la necesidad de evaluar los niveles disponibles del mismo en suelos ácidos de producción agrícola del municipio Miranda, estado Anzoátegui, para determinar su nivel de toxicidad en estos suelos.

Materiales y métodos

El área agrícola seleccionada corresponde al municipio Miranda, localizado al sur del estado Anzoátegui, cuya actividad económica principal es la siembre de frutales, hortalizas y pastos para la alimentación de ganado.

Las muestras de suelos fueron tomadas, utilizando un barreno a una profundidad de 0-20 cm, aleatoriamente en diferentes unidades de producción ubicadas en la zona: El Palmar, Agua Clara, Cajobal, Yopales, Bare, Múcura, Paso Bajito, 19 de Abril, El Corozo, Pariaguán, El Pasaje, Atapirire, Vivoral, Bajo Limo, Zamorana, El Caobo, El Dorado, Hamaca, Bare II, Santa Juana, La Dominguera, El Manantial, Las Velas, Moriche, Los Manantiales, Las Enseñanzas, Santa Fe, Doña Tiña, La Laguna y La Llovizna. Todas las muestras fueron enviadas al laboratorio de suelos, para su análisis con fines de fertilidad.

Inicialmente las muestras fueron secadas a temperatura ambiente, se molieron y posteriormente fueron tamizadas (utilizando un tamiz con malla de 0,149 mm) para ser colocadas en envases plásticos debidamente identificados.

La determinación de las propiedades físicas y químicas se realizaron de acuerdo con las técnicas descritas por Jackson (1982): pH en agua en una relación 1:2.5 utilizando para ello un potenciómetro; % de materia orgánica (% MO) por el método de Walkley y Black modificado; la capacidad de intercambio catiónico (CIC) y cationes intercambiables recuperados con acetato de amonio; la textura por el método De Bouyoucos, determinado siguiendo las metodologías estandarizadas del manual de suelos para diagnóstico de fertilidad de Gilabert et al. (1990).

Finalmente, para la extracción y cuantificación de cadmio disponible, se utilizó la solución extractora de Mehlich N°1 (extracción doble-ácido), determinados por Espectrofotometría de Absorción Atómica de llama (EAA-Llama). Todos los métodos analíticos utilizados son metodologías estandarizadas descritas en el manual de suelos para diagnóstico de fertilidad de Gilabert et al., 1990.

Para establecer relaciones entre las variables y para las concentraciones disponibles de cadmio en el suelo, se empleó un análisis de Correlación de Pearson. Para determinar, si existían diferencias significativas entre las distintas propiedades del suelo y las concentraciones de cadmio se utilizó la prueba de t-student de aproximación de Welch.

Resultados y discusión

En el cuadro 1 se pueden observar los resultados arrojados por los estudios realizados para las diferentes propiedades de las muestras. Así, los suelos analizados provenientes de los fundos seleccionados, que pertenecen a tres grandes grupos de suelo Kandiustul, Haplustox, Quarzipsament (Mogollón y Comerma, 1994), tienen como característica común el tipo de textura.

En tal sentido, las partículas minerales de arena son mayores al 70%, siendo las de arcilla y limo muy bajas, ubicándose estos suelos entre los completamente arenosos hacia los areno francosos, a excepción de dos fundos (19 de abril y El Pasaje), con suelos franco arenosos. En relación al pH de los suelos, estos son fuertemente ácidos pH 4,7 y moderadamente ácidos pH 6,4, con baja capacidad de intercambio catiónico y bajo porcentaje de materia orgánica (< 1,50), excepto para los fundos El Corozo, El Pasaje y Vivoral con un % MO medio (>1,50).

Conclusiones

Basados en los resultados obtenidos en el estudio se concluye lo siguiente:

1. Las concentraciones de Cadmio en la mayoría de los suelos analizados están por encima del límite máximo permisible de acuerdo a la normativa ambiental vigente.

2. El uso o manejo del suelo con agroquímicos, fertilizantes y prácticas culturales de laboreo pueden estar influyendo en la concentración de Cadmio en dichos suelos.

Recomendaciones

Realizar un estudio sobre la cobertura vegetal y evaluar la capacidad que estas plantas tienen para absorber metales pesados, además de realizar un estudio de la concentración de Cadmio en los pastos para consumo animal y en las frutas y hortalizas para el consumo humano.

Bibliografía

Abad, M. (1998). Aprovechamiento del Compost de Residuos Sólidos Urbanos en la Agricultura. En: Residuos orgánicos: Aprovechamiento agrícola como abono y sustrato. 2ª Ed. SCCS. Universidad Nacional de Colombia. pp. 857-863.

Castro, G. (1999). Efecto del cadmio y cobre sobre el flujo de Ny P en la interfase agua-sedimento en una laguna costera tropical. Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, 113pp.

Decreto Nº 2.635. (1998). Normas para el Control de la Recuperación de Materiales Peligrosos y el Manejo de los Desechos Peligrosos. Gaceta Oficial N° 5.245 Extraordinario del 3 de agosto.30p.

Gilabert, J; I. López & R. Pérez. (1990). Manual de Métodos y Procedimientos de Referencia. FONAIAP. Serie D. N° 26, 270pp.

González, S. y Mejía, L. (1995). Contaminación con cadmio y arsénico en suelos y hortalizas de un sector de la cuenca del río Bogotá. Suelos Ecuatoriales 25:51-56.

González, C.; Thompson, J.; Martínez, y Sánchez, N. (2010). Concentración de cadmio en partículas de diferentes tamaños de un suelo de la Cuenca del Lago de Valencia. Rev. Fac. Ing. UCV [online].vol.25, n.2, pp.73-80.

Greger, M. (1999). Metals availability and bioconcentration in plants. In: Prasad, M., and J. Hagemeyer (eds). Heavy metals in soils. En: B. J. Alloway (eds.), Heavy Metals in Soils, Blackie Academia and Professional. pp: 1-27.

Hernández, A.(2011). Determinación de metales pesados en suelos de Natividad, Ixtlan de Juárez, Oaxaca. Tesis de disertación de grado: Universidad de la Sierra Juárez. 64 pp.

Lugo-Morin, D. R. y Rey, J. C. (2009). Evaluación de la vulnerabilidad a la degradación agroambiental a través del uso del sistema microLEIS en los suelos de los llanos centrales de Venezuela. Rev. Int. Contam. Ambient [online]., vol.25, n.1, pp. 43-60.

Karlen, D., Mausbach, M., Doran, J., Cline, R., Harris, R. y Schuman, G. (1997). Soil quality: a concept, definition and framework for evaluation. Soil Science Society of America Journal, 61: 4-10.

Martínez, Y. y Rivero, C. (2005). Evaluación de diferentes métodos para determinar las fracciones de metales pesados presentes en el suelo". Revista INGENIERÍA UC, num. diciembre, pp. 14-20.

Matamoros, A. (2005). Suelos contaminados con metales traza. En: SCCS. Manejo integral de la fertilidad del suelo. Bogotá, D.C, Colombia, pp. 110 -119.

Sánchez, B. M. I. (2003). Determinación de metales pesados en suelos de Mediana del Campo Valladolid. Tesis de doctorado. Universidad de Valladolid. España.

Mogollón, L. y J. Comerma (1994). Suelos de Venezuela. Palmaven. Petróleos de Venezuela, C. A. Editorial Exlibris, Caracas, Venezuela. 318 pp.

Ritchie, S. P., Sposito, G. (1995). Speciation in soils. In: Ure,A.M., Davidson, C.M. (Eds.), Chemical Speciation in the Environment. Blackie, London, pp. 201-233.

Rulkens, H., Grotenhuis, J. y Tichy, R. (1995). Methods for cleaning contaminated soils and sediments. In "Heavy Metals", W. Salomons, U. Förstner & P. Mader, eds. Springer-Verlag, Berlin, pp 165-191.

Tack, F. M., Vandecasteele, B. (2008). Cycling and ecosystem impact of metals in contaminated calcareous dredged sediment-derived so ils (Flanders, Belgium). Science of the Total Environment, 400(1-3), 283-289.

Vázquez A., Cajuste, C, Siebe G., G. Alcantar G. y M. de L. de la Isla de B. (2001). Cadmio, níquel y plomo en aguas residuales, suelo y cultivos en el Valle del Mezquital, Hidalgo, México. Agrociencia 35: 267-271.