Suelos Flashcards
Geosfera
Parte de la tierra en la cual los humanos viven y de la cual extraen la mayor parte de sus alimentos, minerales y combustibles
Compartimento de la geosfera
Los suelos
Suelo
Es una formación natural que se halla en la intersección de la litósfera, hidrósfera, biosfera y atmósfera
Formación del suelo
Resultad de la acción conjunta de procesos físicos, químicos y biológicas, sobre el medio original
Medio original de los suelos
Roca madre
Composición del suelo
Elementos minerales y orgánicas en estado sólido, líquido y gaseoso
Ejemplos de minerales en estado líquido
Disolución acuosa de las sales y los iones, (Na+, K+)
¿Dónde se albergan la parte gaseosa de los gases atmosféricos?
En los poros y gietas, como dióxido de carbono, metano y N2O
¿Qué es la meteorización?
La formación de rocas
Tipos de rocas
Rocas igneas, sedimentarias y metamórficas
Rocas igneas
Enfriamiento de magma líquido terrestre. son diversas según su composición química del magma y su velocidad de enfriamiento
Rocas igneas ejemplos
Cuarzo, feldespato y ortoclasa
Rocas sedimentarias
Producto de la meteorización y la erosión
Ejemplos de rocas sedimentarias
Areniscas, limolitas o arcillas
Rocas metamorficas
Por recristalización de rocas sedimentarias en condiciones de elevada presión y temperatura
Ejemplo de rocas metamorficas
Areniscas-cuarcitas y arcillas-pizarras
Funciones en medio físico
Habitát, y biodiversidad
Funciones
En el ciclo de nutrientes, hidrológico, filtro y amortiguador y soporte humano y provisión de bienes
Suelo
Mezcla variable de minerales, materia orgánica, agua que son capacees de soportar la vida de las plantas en la superficie de la tierra
Partes del suelo
Suelo, subsuelo, rocas intemperizadas y roca sólida
Rocas intemperizadas
Menos lixiviación, meteorización pobre
Subsuelo
Lixiviación moderada, oxidación de la materia orgánica, óxidos de Fe (III), y silicatos laminares
Suelo superior (humus)
Zona de mucha lixiviación, sales de Fe, Al, y Mn, predominan materiales silícicos
Composición del suelo
25% aire y disolución acuosa (ambas), materia mineral 45% y materia orgánica 5% fracción sólida
Aire
Se encuentra en los poros, es diferente al atmosférico
Características del aire en el suelo
Sección superficial: La presión parcial atmósfera, y decre en los horizontes profundos (anóxico)
Favorece procesos anaeróbicos: CH4, N2, H2, H2S
Cantidad de O2 y CO2 en el suelo
15% y mayor a 0.0314% muchas veces
Agua
-Poros grandes: disponible para plantas
-Poros pequeños: poco disponible
Materia mineral o inorgánica
Rocas primarias: intemperizadas
Fracción sólida:
-Materia mineral 95%
-Materia orgánica 5%
Composición del suelo
-Humus, grasas ceras y resinas, polisacaridos, proteínas y derivados nitrogenados, compuestos de fósforo, compuestos carboxílicos, alcaloides, y productos de la actividad biológica
Bacterias del suelo
2,500, 000 #/g de suelo
Actinomicetos del suelo
750,000 #/g de suelo
Hongos del suelo
400, 000 #/g de suelo
Algas del suelo
50, 000 #/g de suelo
Protozoarios
30, 000 #/g de suelo
Degradación del suelo
Deterioro o pérdida de la capacidad productiva a costo o largo plazo
¿Qué se refleja en la degradación del suelo?
La reducción de la capacidad del suelo para producir de forma sostenible servicios ambientales tanto directos como indirectos
¿A que esta vinculada la degradación?
Un sistema complejo de fenómenos extremos: El clima y el cambio de uso del suelo
Tipos de degradación
Natural y antrópica
Degradación natural
Procesos dado por los factores o procesos formadores que actúan sobre el suelo,
Degradación antrópica
Procesos de degradación acelerada inducidos por las actividades humanas
Causas de la degradación antrópica
Resultado de una compleja interacción de factores naturales, sociales y económicos
Actividades que más contribuyen a la degradación de los suelos
La agricultura mecanizada, sobrepastoreo y el desarrollo urbano e industrial, todos comienzan con la deforestación
Principales tipos de degradación
Erosión, degradación física, degradación química y biológica
Erosión
Hídrica y eólica
Degradación física
Compactación, pérdida de estructura, sellamiento de la superficie
Degradación biológica
Disminución de actividad microbiana, perdida de diversidad
Degradación química
Perdida de nutrientes, de materia orgánica, salinización/sodificación, contaminación y acidificación
¿En qué se pueden convertir los suelos mal manejados en tierras azotadas por el viento?
Convertirse en desiertos
¿En qué se pueden converitr los suelos salinos?
En terrenos baldías de sal incrustada
Aridez
Falta de agua en el suelo y de humedad en el aire
Desertificación
Degradación de las tierras de zonas áridas, semiáridas y subhumedas secas resultante de diversos factores, tales como las variaciones climáticas y las actividades humanas
¿Qué causa la contaminación del suelo?
La presencia de químicos u otra alteración el ambiente natural del suelo
Causas de la contaminación
Aumento de la urbanización
Aumento de la tierra para agricultura
Residuos domésticos
Actividades agropecuarias
Actividades industriales
Contaminantes inorgánicos
Metales
Contaminantes orgánicos
Pesticidas y fertilizantes
Tecnología de tratamiento
Implica cualquier operación unitaria o serie de operaciones unitarias que altera la composición de una sustancias peligrosa o contaminante a través de acciones químicas, física o biológicas de manera que reduzcan la toxicidad, movilidad o volumen del material contaminado
Factores que influyen en la remediación
Características del contaminante, del medio y interacciónes del contaminante y el medio
Características del contaminante
Estructura química, concentración, solubilidad, volatilidad, densidad, polaridad y carga iónica, coeficiente de partición, Octanol/agua
Características del medio
Hetereogeneidad, densidad aparente, permeabilidad, pH, humedad, composición, condiciones redox y oxígeno, nutrientes y microflora
Interacciones de contaminantes y medio
Difusión, adsorción, biodisponibilidad, toxicidad, biodegradación, reacciones abióticas y bióticas, formación de residuos no extraíbles
Estrategia de remediación según el objetivo
-Técnicas de contención
-Técnicas de confinamiento
-Técnicas de descontaminación
Técnica de contención
Aíslan el contaminante del suelo sin moverlo de ahí, generalmente através de barreras físicas en el suelo
Técnicas de confinamiento
Reducen el movimiento del contaminante para que ni migre, actuando directamente sobre las condiciones físicoquímicas bajo las que se encuentran los contaminantes
Técnicas de descontaminación
Disminuir la concentración de los contaminantes del suelo
Estrategías de remediación según la estrategia
-Destrucción o descomposición del contaminante
-Extracción o separación
-Asilamiento o inmovilización del contaminante
Destrucción o descomposición del contaminante
Altera la estructura química del contaminante
Extracción o separación
Los contaminantes se separación y/o extraen del medio contaminado, aprovechando sus propiedades físicas o químicas (volatilización, solubilidad, carga electrica)
Aislamiento o inmovilización del contaminante
Los contaminantes son estabilizados, solificados o contenidos con el uso de métodos físicos o químicos
Estrategias de remediación según el lugar
In situ, ex situ
In situ
Se realiza en el lugar donde se encuentra la contaminación
Bioevento, bioaumentación, biolabranza, bioestimulación
Ex situ
La realización de este tipo de tecnologías requiere de excavación, dragado, cualquier otro proceso para remover el suelo contaminado antes de su tratamiento que puede realizarse en el mismo sitio (on site) o fuera de él (off site)
Ex situ procesos
Fitorremediación, composteo, biorreactores de lodos
Estrategias de remediación según el tratamiento
Tratamiento biológicos (bioremediación)
Tratamientos físicoquímicos
Tratamientos térmicos
Tratamientos biológicos (bioremedicación)
Utilizan las actividades metabólicas de ciertos organismos (plantas, hongos o bacterias) para degradar (destrucción), transformar o remover los contaminantes a productos metabólicos inocuos
Tratamientos físicoquímicos
Utiliza propiedades físicas y/o químicas de los contaminantes o del medio contaminado para destruir, separar o contener la contaminación
Tratamientos térmicos
Utilizan calor para incrementar la volatilización (separación), quemar, descomponer o fundir (inmovilización) los contaminantes del suelo
Propiedades físicas del suelo
Son las que pueden observarse y/o medirse sin alterar la química del suelo, y están relacionados con el transporte de agua, solutos, aire y calor en el suelo
Principales propiedades físicas
Profundidad, temperatura, textura, estructura, densidad aparente y capacidad de retención de agua
Principales procesos involucrados para medir las propiedades físicas
Infiltración, labranza, compactanción, percolación, lixiviación, escorrentía y erosión
Propiedades químicas del suelo
Se pueden observarse y/o medirse a partir de cambios químicos que ocurren en el suelo. Describen el comportamiento de los elementos, sustancias y componentes que integran el suelo
Menciona algunas propiedades químicas del suelo
pH, Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC), conductividad eléctrica (CE), el contenido de materio orgánica
Menciona los horizontes del suelo del más superficial al menos superficial
A, B ,C y D
Horizonte A
Rica en materia orgánica y contiene microorganismos
Horizonte B otros nombres
Precipitación, de acumulación o subsuelo
Horizonte B
Se acumulan arcillas, provenientes del arrastre de la capa superior. Los compuestos ferricos y coloides húmicos le dan un color rojizo y parduzco
Horizonte C
Contiene material como resultado de la meteorización, el mismo o distinto del que se cree que se ha formado el suelo
Horizonte D otro nombre
Roca madre
Horizonte D
Esta formada por roca sin alteración física ni química
Color
Herramienta que puede proporccionar información sobre las propiedades del suelo
¿Qué indica el color?
Oxidación y reducción, indicar la presencia de materia orgánica, de óxidos férricos y manganeso y otros óxidos
Indicador de materia orgánica por el color
El color se oscurese
Indicador de óxidos férricos por el color
Adquiere un color amarillo
Indicador de manganeso y otros óxidos en el suelo por el color
Color negro
Según el tamaño de partícula de mayor a menor
Arena, Limo, arcilla
Los ______ tienen propiedades físicas beneficiosas y reactividad química
Francos arcillosos
Menciona las propiedades físicas
Densidad del suelo, estructura y textura
Densidad del suelo
Refleja los contenidos minerales u orgánicos que conforman su composición
Estructura
Describe la forma en que las particulas (arena, limo y arcilla) están organizadas en el suelo, para formar unidades más grandes
Textura
Proporción de minerales de distintos tamaños que componen la fracción sólida del suelo
¿Que determina la textura y la estructura del suelo?
Afectan el movimiento tanto del aire como del agua a través del perfil del suelo. La estructura también afecta la permeabilidad
Permeabilidad
Factor individual más importante que influye en el comportamiento ambiental del suelo
¿Que afectaciones sufre el suelo cuando es inundado?
El O2 es consumido por los microorganismos que degradan la materia orgánica del suelo, se rompoen los enlaces que mantiene las partículas coloidales del suelo.
Proceso de meteorización
La erosión física provoca la desintegración de rocas y minerales, permite que la descomposición química avance más rápido
Descomposición química ocurren varios procesos
Hidratación, oxidación, hidrólisis, carbonatación y complejización
¿Que hace el CO2 que va al suelo producto de la respiración?
Se disuelve en ahia y reduce el pH, aumentando la hidrólisis de los minerales
Minerales primarios
En las fracciones de arena y limo son residuos de la desintegración del material original. Los minerales de las fracciones de arena y limo tienen poco efecto sobre las propiedades químicas del suelo
Minerales secundarios
(también se llaman minerales arcillosos) Minerales de la fracción arcillosa, producto de la meteorización (aluminosilicatos y óxidos hidratados)
¿Cómo influyen en el suelo los minerales de la fracción arcillosa?
Imparten propiedades químicas y físicas al suelo que influyen fuertemente en su comportamiento.
Absorben: cationes, aniones, y pesticidas, actuando como fuentes de nutrientes en las plantas
Formas de los aluminosilciatos
cristalinos, poco cristalinos y amorfos
Conformación de los aluminosilicatos
- Átomo de silicio rodeado por átomos de oxígeno en forma de tetraedro
- Átomos de aluminio, magnesio, o hierro rodeado de átomos de oxígeno e hidroxilo en forma de tetraedro
Láminas tetraédricas y octaédricas
Unidades que se repiten unidas para formar láminas
Minerales arcillosos 1:1
Tetraedrico 1 lámina octaedrica como en caolinita y halloysita
Minerales arcillosos 2:1
Lámina octaédrica como pirofilita, ilita, vermiculita y esmectitas, montmorillonita
2:2 minerales arcillosos
1 lámina octaédrica más una capa intermedia octaédrica de hidróxido de magnesio o hidróxido de aluminio, como en clorita.
2:1 Montmorillonita (más comunes de las arcillas 2:1)
En cada una de ellas, los oxígenos de una capa 2:1 siempre se enfrentan al oxígeno de la siguiente capa, por lo que no pueden formarse enlaces de hidrógeno
Densidad aparente
Es la relación existente entre la masa y el volumen de suelo. En este volumen está considerado todo el espacio poroso existente.
Característica que nos da conocer las condiciones en las cuales se encuentra el suelo, con respecto a la compactación, la porosidad. La disponibilidad de agua y de oxígeno
Densidad aparente
Densidad real
Relación entre el volumen de las partículas de suelo y el volumen de éstas sin considerar el espacio poroso
pH
La acidez o alcalinidad se determina por la cantidad de iones de hidrógeno e hidroxilo, el suelo es ácido
Materia orgánica
-Remanentes de biomasa de plantas en diferentes estados de descomposición
-Determina la productividad del suelo
Principales factores que determinan la acumulación de MO
-La temperatura
-Disponibilidad de oxígeno
Componentes biológicamente activos
Aminoazucares, nucleótidos, y compuestos orgánicos de fósforo y azufre.
Humus
Es un material insoluble en agua que se biodegrada muy lentamente, constituye la mayor parte de la materia orgánica del suelo
Importancia de la MO en el suelo
-Suministro de elementos nutritivos (N, P, S y micronutrientes)
-Estabilización del pH
-Contribución a la CIC de los suelos
-Regulación de los niveles de disponibilidad de nutrientes principales
-Volatilización de S y N
-Absorción (inactivación de algunos plaguicidas y fijación del P)
Intercambio Catiónico en el suelo
El intercambio de cationes en el suelo es el mecanismo por el cual el potasio, el calcio, el magnesio, y los metales esenciales a nivel de trazas se hacen disponibles para las plantas.
CIC
Capacidad de un suelo para sostener e intercambiar cationes. Es una de las propiedades químicas más importantes en el suelo y está estrechamente relacionado con la fertilidad del suelo
Algunos de los cationes de la planta son
Calcio, magnesio, potaiso y amonio
Reacciones de intercambio iónico y ácido-base
Suelo Ca+2 +2CO2 +2H2O –> (H+)2 + Ca+2 (raíz) + 2HCO3
¿Cual es el proceso de intercambio de las partículas minerales?
Las particulas minerales de arcilla intercambian cationes debido a la presencia de sitios cargados negativamente en el mineral, como resultado de la sustitución de átomo de menor número de oxidación por otro de número mayor
¿Por qué intercambian cationes los compuestos orgánicos?
Por la presencia del grupo carboxilato y otros grupos funcionales básicos
Capacidad de intercambio muy alta
Humus
Tienden a hacer el suelo más ácido
Ca+2 + 2CO2 + 2H2O —> H+ + Ca+2 (raíz) + 2HCO3
Proceso de CIC más la lixiviación de calcio, magnesio, y otros iones metálicos del suelo por agua que contienen ácido carbónico
El pH del suelo depende de las entradas de cationes básicos que pueden provenir de….
La atmósfera , meteorización química de los residuos vegetales, de los fertilizantes aplicados, del agua, o de aportaciones antropogénicas
Acidificación del suelo
-Precipitaciones ácidas
-Adiciones de MO a partir de residuos vegetales
-Utilización de fertilizantes amoniacales y a base de fosfatos
-Oxidación de la pirita en suelos pirita en suelos piríticos o en alrededores de minas de pirita
-Disolución de CO2
-Asimilación de nutrientes de las plantas
¿Cómo es la asimilación de los nutrientes por las plantas?
Para su crecimiento las plantas absorben cationes básicos, los cuales son intercambiados por iones H+ produciendo caida de pH del suelo
Oxidación de la pirita
2FeS2 + 2H2O + 7O2 –> 4SO42- + 4H+ + 2Fe2+
Disolución del CO2
CO2 + H2O –> HCO3- + H+
