La contaminación del suelo por diclorodifeniltricloroetano (DDT) sigue siendo un problema importante en muchas partes del mundo. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, han desarrollado un nuevo método para gestionar los riesgos ecológicos de la toxina mezclándola con biocarbón. Cuando mezclaron biocarbón con tierra contaminada en un antiguo vivero de árboles, la absorción de DDT por las lombrices de tierra en el suelo se redujo a la mitad. Este método puede permitir el cultivo de ciertos cultivos en tierras que actualmente se consideran inutilizables debido a los riesgos ambientales.
por la Universidad Tecnológica de Chalmers
El legado del uso del insecticida DDT por parte de generaciones anteriores todavía nos afecta hoy en día. Durante los años 50 y 60, la sustancia se utilizó para controlar plagas en la silvicultura y la agricultura, y aunque está prohibida desde hace más de 50 años, solo en Suecia hay miles de lugares donde el suelo sigue estando contaminado con DDT. Muchos otros países del mundo tienen el mismo problema.
La toxina se ha relacionado con diversos efectos negativos para la salud de los seres humanos y los animales, y se descompone muy lentamente. Representa un riesgo ecológico porque puede ser absorbida por organismos terrestres como las lombrices de tierra. Cuando estas son ingeridas a su vez por las aves y otros animales, el DDT comienza a acumularse en la cadena alimentaria, lo que significa que los principales depredadores se ven afectados por las mayores concentraciones de toxina.
Durante tres años, investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers han estado probando un nuevo método para reducir los riesgos ecológicos de la toxina en un antiguo vivero de árboles contaminado con DDT en el sur de Suecia.
«En nuestro experimento de campo, mezclamos el suelo con biocarbón y cultivamos diferentes plantas. Descubrimos que el biocarbón se une al DDT de manera eficiente, de modo que no es absorbido por los organismos del suelo «, dice Paul Drenning, investigador postdoctoral en el Departamento de Arquitectura e Ingeniería Civil de Chalmers, y primer autor del estudio publicado en la revista Science of The Total Environment .
Solución económica y respetuosa con el medio ambiente in situ
El biocarbón, que es similar al carbón vegetal, es un producto ecológico y de producción económica. Cuando se añade al suelo, fija los contaminantes y puede mejorar la salud del suelo . Esta práctica también puede ser útil para mitigar el cambio climático, ya que puede contribuir al almacenamiento de carbono a largo plazo en el suelo.
Los investigadores descubrieron que la cantidad de DDT absorbido por las lombrices en el suelo disminuyó en un promedio del 50% cuando el suelo se había mezclado con biocarbón. Esto indica que la biodisponibilidad del DDT para los organismos del suelo se había reducido, lo que significa que el suelo se había vuelto menos tóxico y había un menor riesgo de que el DDT se propagara por bioacumulación en la cadena alimentaria de los animales o por lixiviación en el agua.
Esta reducción de los riesgos ambientales podría, a su vez, llevar a que los propietarios de tierras puedan comenzar a cultivar nuevamente en tierras que actualmente no se utilizan, a la espera de decisiones sobre cómo gestionar el suelo contaminado .
«El tratamiento de grandes cantidades de suelo contaminado es costoso y complicado. Una solución habitual es extraer el suelo y transportarlo a un vertedero de residuos peligrosos, pero eso supone destruir suelos de buena calidad y no es una solución razonable para grandes zonas contaminadas», afirma Drenning.
«El tratamiento con biocarbón in situ podría permitir aprovechar el terreno en lugar de dejarlo sin cultivar o degradado, y además con un coste significativamente menor tanto para el propietario como para el medio ambiente».
Se espera un efecto a largo plazo
Entre los cultivos que podrían cultivarse en la zona tratada se encuentran plantones de pino y abeto, heno para alimentación animal o cultivos bioenergéticos como el sauce (Salix). El tratamiento con biocarbón también permite que las plantas absorban menos DDT del suelo, pero acumulan muy poco incluso sin tratamiento.
«El motivo por el que hoy en día se dejan sin utilizar las tierras contaminadas no es que los cultivos supongan un riesgo para la salud, sino que el propietario de las tierras está obligado por ley a hacer frente a los riesgos ecológicos con DDT. A la espera de una investigación y una decisión al respecto, las tierras han permanecido sin uso», afirma Jenny Norrman, catedrática del Departamento de Arquitectura e Ingeniería Civil y directora del proyecto de investigación.
El biocarbón se descompone muy lentamente en el suelo y los investigadores esperan que el efecto del tratamiento dure mucho tiempo, quizás décadas. Continuarán tomando muestras en el sitio durante varios años para seguir el desarrollo. Al mismo tiempo, explorarán cómo ampliar el experimento, para poder mezclar el biocarbón con el suelo sin tener que extraer grandes volúmenes.
Gran potencial para el método
El uso de biocarbón para el tratamiento de suelos contaminados es poco común hoy en día. Hasta donde saben los investigadores, el método no se ha probado antes en viveros forestales de Suecia ni a nivel internacional en el mismo tipo de suelo y clima.
«Existe un gran interés en utilizar biocarbón para estabilizar tanto el DDT como otros contaminantes del suelo, como metales e hidrocarburos aromáticos policíclicos. Por lo tanto, es positivo que hayamos podido observar un buen efecto en nuestro experimento», afirma Drenning.
El suelo es un recurso valioso que se regenera a un ritmo muy lento: un solo centímetro de suelo puede tardar cientos de años en formarse. En la Unión Europea, entre el 60 y el 70 % de los suelos se consideran insalubres debido a la degradación, siendo la contaminación del suelo una de las principales causas.
Actualmente, la UE está trabajando activamente para controlar mejor la contaminación del suelo . La próxima Ley de Monitoreo del Suelo de la Comisión Europea contiene nuevas normas más estrictas para la gestión sostenible de la tierra y la recuperación de áreas contaminadas, donde se espera que la consideración de la salud del suelo desempeñe un papel importante.
Los investigadores de Chalmers también han investigado otros aspectos de la salud del suelo (como los efectos de los diferentes tratamientos sobre las funciones del suelo, como el ciclo de nutrientes , el ciclo del agua y el almacenamiento de carbono) con resultados positivos, además del efecto del biocarbón sobre el DDT. Su experimento de campo es una demostración de una metodología general que han desarrollado para evaluar los efectos de las opciones de remediación suave sobre la salud del suelo. Está diseñado para que también sea accesible para los profesionales y los encargados de la toma de decisiones, como los propietarios de tierras.
El estudio, que duró tres años, se llevó a cabo en un antiguo vivero de 23 hectáreas contaminado con DDT en el sur de Suecia. Los investigadores extrajeron tierra de una sección de 50 x 5 metros, la dividieron en montones y mezclaron biocarbón en la mitad de ellos. Establecieron 24 parcelas experimentales y distribuyeron la tierra de forma aleatoria entre ellas, la mitad de las cuales con tierra enmendada con biocarbón. Las parcelas se plantaron con cuatro plantas diferentes: calabaza, pastos, legumbres y sauces. A continuación, los investigadores utilizaron indicadores físicos, químicos y biológicos para evaluar la salud del suelo y examinar los efectos de las plantas y el biocarbón.
El biocarbón es un material para mejorar el suelo con un gran potencial para diversas aplicaciones. Es similar al carbón vegetal y al carbón de barbacoa, pero el biocarbón se produce específicamente para ser añadido al suelo cultivable y tiene propiedades especiales que lo hacen adecuado para estabilizar los contaminantes del suelo. Se produce incinerando residuos orgánicos, como residuos de la silvicultura y la agricultura, en un proceso sin oxígeno, denominado pirólisis.
La capacidad del biocarbón para retener contaminantes es similar a la del carbón activado, una sustancia utilizada, por ejemplo, para purificar el agua y como tratamiento cuando las personas han consumido ciertas toxinas.
Gracias a su estructura porosa, el biocarbón también puede ayudar a retener agua, aire y nutrientes en el suelo. Aumentar la fertilidad del suelo con carbón es una técnica que se ha utilizado durante miles de años en todo el mundo, por ejemplo, mediante la agricultura de tala y quema.
Más sobre: DDT
El DDT es un insecticida introducido en 1942. Aunque está prohibido desde hace más de 50 años, todavía se encuentra en concentraciones relativamente altas en los suelos de todo el mundo. Un ejemplo de cómo se utilizó en los años 50 y 60 para controlar las plagas en Suecia era sumergir los esquejes en DDT, a menudo en combinación con el esparcimiento del DDT en el suelo.
El DDT es una toxina ambiental que altera el sistema endocrino y que se ha relacionado con efectos sobre la salud, como cáncer, enfermedades cardiovasculares y problemas reproductivos en animales y seres humanos. Como se descompone muy lentamente, se acumula en la cadena alimentaria de los animales, por lo que afecta principalmente a los grandes depredadores, un grupo que también puede incluir a los seres humanos.
Más información sobre: La Ley de Vigilancia del Suelo de la UE, que se prevé que se adopte en 2025
Se estima que en Europa hay 2,8 millones de lugares potencialmente contaminados. Para abordar este legado de actividades contaminantes pasadas, la Propuesta de Directiva sobre vigilancia y resiliencia del suelo (Ley de vigilancia del suelo) insta a los Estados miembros de la UE a:
- Identificar todos los sitios potencialmente contaminados
- Incluirlos en un registro público
- Investigar los sitios
- abordar cualquier riesgo inaceptable para la salud humana y el medio ambiente.
El objetivo final es que todos los suelos estén en buenas condiciones para 2050, en consonancia con la ambición de la UE de contaminación cero. Para alcanzar los objetivos, la Directiva incluye:
- Una definición armonizada de la salud del suelo
- Un marco de seguimiento exhaustivo y coherente
- Principios de gestión sostenible del suelo para orientar las prácticas de gestión del suelo y la remediación de sitios contaminados.
Más información: Paul Drenning et al, Un método para evaluar los efectos de las opciones de remediación suave (GRO) en la salud del suelo: Demostración en un vivero de árboles contaminado con DDX en Suecia, Science of The Total Environment (2024). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.174869
