Repelencia al agua de los suelos y contaminación por microplásticos
Fuente: Colaje imágenes Google
Ya os hemos comentado en algunos posts que los suelos, en determinadas condiciones, naturales o entrópicamente inducidas, pueden llegar a impedir o ralentizar El agua que debiera infiltrarse en el seno de su matriz. Hablamos de la repelencia al agua de los suelos, también conocida por hidrofobicidad, muy común, por ejemplo, tras los incendios forestales. Incluso puede ocurrir que los compuestos desencadenantes emigren hasta cierta profundidad generando horizontes hidrofóbicos. Tal alteración en el flujo del agua puede llegar a perturbar seriamente la denominada “calidad del suelo” y sus «servicios ecosistémicos». De hecho, puede llegar a generar encharcamientos superficiales en áreas planas y escorrentía superficial que a la postre genere erosión de los horizontes superficiales. En el caso de la vegetación y cultivos “agua que no se infiltra, agua que se pierde”, afectando a la biota edáfica y quizás a la arquitectura de las raíces. Algunas de las fuentes, sin ser exhaustivo, pueden ser aguas residuales, lodos residuales, y los denominados cultivos bajo plástico (una de las fotos de los autores de la segunda noticia, añaden una foto de los mares de plástico de Almería (ES de España).
Recibimos hace unos meses una nota de prensa que defiende que, la contaminación por plásticos de los suelos causa tal mecanismo de repelencia. Eso sí, se requieren altas concentraciones de microplásticos, por lo que en la actualidad se sospecha que solo afecta a los medios edáficos que, por la razón que sea, padecen de este tipo de deposiciones o adiciones contaminantes en grandes proporciones. Pero como ya hemos vivido con otros eventos contaminantes en el pasado: ¡tiempo al tiempo”. La nota de prensa es lo suficientemente clara, didáctica y concisa para que no abundemos sobre el tema. En la entradilla También os hemos traducido “automáticamente” (perdón por la mala redacción que ofrecen estos ingenios) el resumen más técnico del artículo original, así como otra nota de National Geographic, más genérica, que versa sobre las posibles repercusiones de los plásticos sobre los suelos. Así tendréis una visión más amplia. Eso sí, la tecnología empleada por los autores de la investigación es muy sofisticada, lo cual no quiere decir que. pronto o tarde, se propongan otras metodologías menos onerosas. Si pincháis sobre el enlace del título también tendría la posibilidad de visionar un video acerca de este proceso.
Se trata de la primera publicación que conozco sobre un fenómeno, que no ha sido estudiado, o con muy poco detalle. Así pues, la plasticosfera sigue avanzando inexorablemente ante nuestra desgana e incompetencia. Puede pues considerarse como un artículo seminal digno de ser leído. Hemos añadido al final del post una noticia de última hora, que ha sido traducida aunque no entra en el discurso de la entradilla.
Juan José Ibáñez
Continúa…….
Un impacto duradero: microplásticos que se asientan en el suelo
por Kaine Korzekwa, Sociedad Americana de Agronomía
Vadose Zone Journal (2022). DOI: 10.1002/vzj2.20215
Nos guste o no, el plástico es una parte importante de nuestras vidas. Se ha descubierto que la producción y el uso de plásticos crean un problema porque los «microplásticos» se están acumulando en nuestros suelos.
Los microplásticos son pequeñas partículas de desechos plásticos que a menudo se encuentran en el medio ambiente. Con un tamaño inferior a 5000 micromilímetros, son el resultado de la eliminación y descomposición de productos de consumo y desechos industriales. Con estudios limitados sobre los impactos en el medio ambiente, los investigadores en Europa querían profundizar para aprender cómo los microplásticos pueden afectar el flujo de agua a través del suelo.
Andreas Cramer, investigador de ETH Zurich en Suiza, y su equipo creen que las altas cantidades de microplásticos en el suelo hacen que el suelo repela el agua. Esto se debe a que los plásticos no se mojan fácilmente. En general, sus experimentos probaron suelos con varias cantidades de microplásticos para ver cómo el agua golpeaba la superficie del suelo y fluía a través del suelo.
Andreas Cramer coloca una muestra de suelo frente al haz de neutrones. Los neutrones vienen del lado derecho y el detector está a la izquierda detrás de la muestra. Los haces de neutrones se utilizan para obtener imágenes del movimiento del agua a través de una muestra de suelo que contiene microplásticos. Crédito: Andreas Cramer.
El equipo de investigación descubrió que, en grandes cantidades, los microplásticos comienzan a afectar la forma en que el agua fluye a través del suelo. Afortunadamente, no es probable que un área entera, como un campo de cultivo, contenga esta alta cantidad de microplásticos.
Sin embargo, sus datos también mostraron cómo los microplásticos pueden concentrarse o acumularse en ciertas áreas, en lugar de distribuirse uniformemente. Esto puede causar problemas en el suelo en lugares particulares que tienen concentraciones más altas de las partículas.
Se necesita mucha infraestructura para mantener los sistemas y laboratorios, como el que se usa en este trabajo, funcionando de manera segura. Para medir el flujo de agua del suelo contaminado con microplásticos, un equipo en Suiza está utilizando neutrones radiactivos. Los científicos deben ser conscientes de su posible exposición a la radiación y cumplir con los protocolos de seguridad para limitarla a un nivel seguro.
«Si tomamos el ejemplo de un campo agrícola, la distribución desigual de los microplásticos podría causar una distribución desigual del agua en sus/las profundidades«, dice Cramer. «En consecuencia, esto podría eventualmente afectar la arquitectura de las raíces de las plantas. Los puntos con niveles más altos de microplásticos en la capa superior de los suelos podrían afectar la disponibilidad de agua para las plantas de raíces poco profundas y, en el futuro, también la disponibilidad de nutrientes«.
Agrega que el peor de los casos sería algo así como una «zona muerta» seca donde la actividad microbiana también se reduce significativamente, lo que puede afectar la descomposición del material orgánico.
Las técnicas de imagen de los científicos mostraron cómo la infiltración de agua puede impedirse localmente porque el agua no fluye hacia regiones con altos niveles de microplásticos. En cambio, fluye a su alrededor, lo que atrapa el aire. Esto da como resultado una disminución general del contenido de agua y una ralentización de la filtración del agua en el suelo, así como cambios en la configuración del agua, es decir, dónde termina el agua.
«Es poco probable que se produzcan niveles promedio de microplásticos en grandes volúmenes de suelos en los niveles más altos que estudiamos», explica Cramer.
Los científicos estudiaron cómo el agua se mueve a través de la arena que contiene microplásticos de abajo hacia arriba a través de la acción capilar (llamada bebida). En este video, el agua que fluye es gris oscuro, los microplásticos son de color gris medio y la arena es gris claro. El agua se muestra fluyendo alrededor de áreas con un alto contenido de microplásticos, creando bolsas de aire y un camino de flujo más largo de agua hacia la parte superior. Crédito: Andreas Cramer
«Sin embargo, esperamos una distribución desigual de los microplásticos en los suelos. Considere las piezas de película de mantillo agrícola incorporadas en el suelo. Estas piezas se vuelven frágiles con el tiempo y se desmoronan, convirtiéndose en partículas dentro del espacio poroso creando puntos calientes de contenido microplástico. O si piensas en la deposición de microplásticos en el aire. Se recogerán en áreas ásperas de la superficie del suelo«.
Cramer dice que hay que pensar en la repelencia al agua como cuando una planta en maceta con tierra extremadamente seca finalmente se riega. El agua se estanca y necesita tiempo para sumergirse en el suelo. El microplástico podría aumentar esta repelencia al agua superficial. Y aunque dice que se necesita más investigación, esto podría ser importante en el contexto del cambio climático, donde los períodos prolongados de calor son seguidos por fuertes lluvias. Quiere investigar los posibles impactos de los microplásticos en este proceso.
Cramer también quiere explorar cuánto tiempo los microplásticos pueden repeler el agua si se descomponen con el tiempo, así como si de qué está hecho unmi croplástico hace una diferencia. También dice que está trabajando para difundir la conciencia de lo que son los microplásticos entre sus colegas científicos y el público en general.
«Este trabajo está contribuyendo a la conciencia de la sociedad sobre los impactos en el medio ambiente«, dice. «Nos está ayudando a darnos cuenta de la urgencia de mejorar los sistemas de gestión de residuos y los comportamientos humanos que contribuyen a contaminar el medio ambiente«.
Más información: Andreas Cramer et al, Microplastic induces soil water repellency and limits capilarry flow, Vadose Zone Journal (2022). DOI: 10.1002/vzj2.20215
Proporcionado por la Sociedad Americana de Agronomía
Explora más
Humedales artificiales: una barrera para la propagación de microplásticos
Resumen artículo Original
El microplástico induce repelencia al agua del suelo y limita el flujo capilar
Andreas Cramer,Pascal Benard,Mohsen Zarebanadkouki,Anders Kaestner,Andrea Carminati
Primera publicación:26 julio 2022 https://doi.org/10.1002/vzj2.20215; Asignado al editor asociado Thomas Baumann.
Abstracto
Los suelos se consideran el mayor sumidero de microplásticos (MP) en los ecosistemas terrestres. Sin embargo, se sabe poco sobre las implicaciones de MP en las propiedades físicas del suelo. Nuestra hipótesis es que la baja humectabilidad de MP induce repelencia al agua del suelo, dependiendo del contenido de MP y el tamaño de MP y las partículas del suelo. Se cuantificó la humectabilidad de mezclas de MP y arena. Se aplicó el método de caída sésil (SDM) para medir el ángulo de contacto estático (CA) de MP y perlas de vidrio en contenidos que oscilaban entre 0 y 100% (p/p). Los resultados se extrapolan a combinaciones variables de MP y tamaños de partículas del suelo en función del área de superficie específica. El aumento capilar se visualizó con radiografía de neutrones que cuantificó el efecto de MP en la AC dinámica, la imbibición de agua y la distribución de la saturación de agua en la arena. Con un contenido de MP del 5% (p/p), la CA estática mostró un fuerte aumento a 80,2° para MP 20–75 μm y 59,7° para MP 75–125 μm. Las CA dinámicas fueron aproximadamente un 40% más bajas que las CA estáticas. Los experimentos de elevación capilar mostraron que MP 20-75 μm redujo la imbibición de agua en columnas de arena (700-1,200 μm), con CA dinámica promedio de 40.3 ° a 0.35% (p / p) de contenido de MP y 51.8 ° a 1.05%. Se observó una disminución de la saturación de agua y una mayor tortuosidad de las trayectorias de flujo durante la imbibición, alcanzando un máximo de 3,5% (p/p) de contenido local de MP. Concluimos, en regiones con alto contenido de MP. la infiltración de agua y, por lo tanto, el transporte de MP se ven obstaculizados. Se espera que la baja humectabilidad local inducida por MP limite la humectabilidad del suelo e impida el aumento capilar.
Abreviaturas
Ca Ángulo de contacto; Mp microplástico; Papa poliamida; Pei polietileno; Pp polipropileno; Mascota; tereftalato de polietileno; Sd método de caída sésil;
Microplásticos y suelo: una combinación desconocida y muy arriesgada (National Geographic traducido)
El impacto de los microplásticos en ríos y océanos está muy estudiado y documentado, pero estos plásticos también afectan al suelo, de donde llegan luego a los ecosistemas fluviales. Su impacto no pasa inadvertido y, aunque es un campo todavía joven, conviene repensar el modelo y plantear alternativas más sostenibles a largo plazo.
Andrés Rodríguez Seijo / *The Conversation; 13 de mayo de 2022, 13:32
Desde hace un tiempo es corriente ver por televisión “islas de plástico” a la deriva en los océanos. También se ha advertido de la posibilidad de que existan microplásticos, cuyo diámetro no supera los 5 milímetros, en paquetes de sal y en latas de sardinas. Incluso se ha anunciado su hallazgo en el intestino y en heces humanas, aunque esto requeriría un análisis más mesurado.
Los primeros registros del impacto de los microplásticos en ecosistemas marinos datan de la década de 1970. A partir de 2013 se indica por primera vez su presencia en ecosistemas acuáticos continentales (ríos y lagos). Sin embargo, su efecto en suelos y ecosistemas terrestres ha sido ignorado, con apenas unas menciones en 2005. No fue hasta 2012 cuando el profesor Matthias Rillig, de la Universidad Libre de Berlín, advirtió de la situación en un estudio.
Se estima que el 80% de los microplásticos presentes en océanos se originan en ecosistemas terrestres. Provienen de suelos agrícolas, actividades industriales, construcción, transporte y vertederos. Varios investigadores ya han advertido de que se trata de un problema más grave de lo que se piensa.
El investigador Luca Nizzetto, del Instituto Noruego para la Investigación del Agua, estimó que entre 110.000 y 730.000 toneladas de microplásticos son transferidas a los suelos cada año en Europa y América del Norte. Su principal origen son los plásticos agrícolas y los residuos en vertederos. Más tarde Alice Horton, del Centro de Ecología e Hidrología de Reino Unido, indicó que la cantidad de plástico que llega a los suelos es entre 4 y 23 veces mayor que la que llega a los océanos.
A pesar de estas cifras aún no se conoce bien cómo los microplásticos interactúan con el suelo debido a la complejidad de su estructura. En el año 2018 había más de un millar de artículos científicos sobre el impacto de estos plásticos en ecosistemas acuáticos, pero no se superaban los 100 en terrestres, a pesar de ser la fuente que los transmite a los océanos.
De la revolución a la contaminación blanca
La mayoría de los plásticos se desarrollaron a partir de la década de 1940. Su introducción en el transporte y en la agricultura supuso una revolución. Su utilización masiva permitió reducir costes, facilitó el transporte, las telecomunicaciones y el cultivo bajo condiciones adversas para obtener varias cosechas al año. A pesar de su inestimable ayuda, también suponen un gran problema medioambiental. Su condición de usar y tirar; su lenta degradación, que alcanza los 400 años; y las dificultades para su reciclaje y reutilización son algunos ejemplos.
A diferencia del acero y el vidrio, que pueden ser reciclados casi de forma infinita, el plástico pierde sus propiedades poco a poco. Con cada reciclado se obtiene un material de peor calidad que necesita ser mezclado con plástico virgen.
Los embalajes y el transporte suponen el 40% del plástico utilizado en el mundo. La gran mayoría de los plásticos utilizados en estos sectores acaban en vertederos o incinerados, ya que las tasas de reciclado son muy bajas.
Aunque apenas supone un 4% de la cuota de mercado, otro gran consumidor de plástico es el sector agrícola. En muchos casos no se recicla bien o acaba a la intemperie sobre los suelos agrícolas. Esta elevada cantidad de restos plásticos, que queda sobre los suelos o en vertederos después de su uso en agricultura, se denomina en China la “contaminación blanca”.
Los embalajes y el transporte suponen el 40 % del plástico utilizado en el mundo
El plástico también puede llegar a los suelos agrícolas de forma inadvertida, tal y como ocurre con los lodos de depuradora. Estos pueden contener una elevada cantidad de estos materiales, ya que las técnicas de depuración apenas retienen un 10% de los microplásticos que llegan de los hogares e industrias.
Un ejemplo son las prendas textiles, donde el plástico tiene cada día una mayor presencia a través del nailon, poliéster y elastano. El lavado de la ropa en lavadoras puede incrementar las probabilidades de que se desprendan estas fibras. El resultado es que llegan al medio ambiente, a los suelos agrícolas por lodos de depuradoras o directamente a las masas de agua.
Ya hay una legislación que limita la carga máxima de metales pesados en lodos de depuradoras, y se acabará por regular también los microplásticos. Sin embargo, esto no es fácil porque los suelos y los lodos son muy complejos y aún no se dispone de una buena técnica de extracción de microplásticos.
¿Cómo afecta el plástico a los suelos?
Aunque este campo de estudio todavía es joven, sabemos que los microplásticos pueden afectar negativamente al desarrollo de lombrices y microartrópodos. También repercuten sobre la actividad bacteriana en los suelos e incluso pueden actuar como transportadores de contaminantes orgánicos, inorgánicos y representar un problema por los propios aditivos que llevan los plásticos, tal y como ocurre con las bolsas plásticas de la compra.
Los microplásticos impactan en las propiedades fisicoquímicas de los suelos, que empeoran sus funciones y los servicios ecosistémicos que proporcionan
El suelo es un recurso no renovable a escala humana y cada día está más amenazado a nivel global por culpa de la contaminación, la sobreexplotación de recursos, el cambio climático y la deforestación. Ahora recibe una nueva amenaza: los microplásticos. Su impacto empeorará la calidad del suelo, lo que supondrá una pérdida de productividad a medio y largo plazo.
A pesar de todo esto, el plástico todavía es muy necesario y, en muchos casos, carece de alternativas. Además, existen otros problemas medioambientales globales como el cambio climático.
Es posible trabajar de inmediato en reducir su uso. También se pueden aumentar las ridículas tasas de reciclado y prohibir su uso en aplicaciones donde existan alternativas. Sin olvidar seguir investigando en nuevos materiales y bioplásticos, cuya degradación sea más rápida o tenga efectos menos nocivos. Eso sí, tampoco son la panacea: conviene recordar que no todos los bioplásticos son realmente “bio”.
*Andrés Rodríguez Seijo es Doctor en Ecosistemas terrestes e investigador post-doctoral en la Universidade de Porto. Esta nota apareció originalmente en The Conversation y se publica aquí bajo una licencia de Creative Commons.
Algunos posts previos sobre repelencia al agua
Incendios forestales y Suelos Quemados
Histosoles Uso y Manejo (Turberas) (WRB 1998)
Los investigadores encuentran que el 60% del plástico «compostable» doméstico no se descompone completamente y termina en nuestro suelo
por Frontiers
En un estudio realizado en todo el Reino Unido, los investigadores han descubierto que el 60% de los plásticos compostables en el hogar no se desintegran completamente en los contenedores de compost domésticos e inevitablemente terminan en nuestro suelo. El estudio también encontró que los ciudadanos están confundidos acerca de las etiquetas de plásticos compostables y biodegradables, lo que lleva a la eliminación incorrecta de desechos plásticos. Estos resultados resaltan la necesidad de revisar y rediseñar este sistema de gestión de residuos plásticos supuestamente sostenible.
La contaminación plástica global sigue siendo uno de los mayores desafíos ambientales de nuestro tiempo. Un nuevo informe de laOCDEmuestra que el consumo de plástico se ha cuadruplicado en los últimos 30 años. A nivel mundial, solo el 9% de los residuos plásticos se reciclan, mientras que el 50% termina en vertederos, el 22% evade los sistemas de gestión de residuos y el 19% se incinera.
En respuesta a esta crisis de contaminación, varios países han establecido objetivos para eliminar todos los plásticos de un solo uso y hacer que losenvases de plásticosean 100% reciclables, reutilizables o compostables para 2025.
Los plásticos compostables son cada vez más comunes a medida que crece la demanda de productos sostenibles. Las principales aplicaciones de los plásticos compostables incluyen envases de alimentos, bolsas; tazas y platos, cubiertos y bolsas de residuos biológicos. Pero hay algunos problemas fundamentales con estos tipos de plásticos. En gran medida no están regulados, y las afirmaciones sobre sus beneficios ambientales a menudo son exageradas.
Ahora, en un nuevo estudio publicado enFrontiers in Sustainability, investigadores del University College de Londres han descubierto que los consumidores a menudo están confundidos sobre el significado de las etiquetas de los plásticos compostables, y que una gran parte de los plásticos compostables no se desintegran completamente en condiciones de compostaje doméstico.
Plásticos (in)compostables
«Plástico compostable» describe un material que puede sufrir degradación biológica en un sitio de compostaje a una velocidad consistente con otros materiales compostables conocidos, sin dejar residuos visibles (tóxicos).
Sin embargo, los plásticos compostables son actualmente incompatibles con la mayoría de los sistemas de gestión de residuos. No existe un estándar internacional armonizado para los plásticos compostables domésticos. El destino de estos plásticos, cuando se tiran o clasifican para su reciclaje, es, por lo tanto, la incineración o el vertedero.
«El destino típico de los vertederos o la incineración generalmente no se comunica a los clientes, por lo que las afirmaciones ambientales hechas para los envases compostables pueden ser engañosas», dijo la autora correspondiente Danielle Purkiss.
El gran experimento del compost
Purkiss y sus colegas diseñaron un estudio de ciencia ciudadana en tres partes, The Big Compost Experiment, para investigar qué piensa el público sobre los plásticos compostables domésticos, cómo los tratamos y si se desintegran completamente en nuestro compost.
Primero, los participantes de todo el Reino Unido completaron una encuesta en línea sobre las opiniones y el comportamiento en torno a los plásticos compostables y el desperdicio de alimentos. Luego, los participantes fueron invitados a participar en un experimento de compostaje casero. Por último, a los que participaron en la segunda parte se les envió una solicitud para buscar rastros de sus artículos de plástico compostables elegidos en su compostador. Los investigadores recopilaron los datos durante un período de 24 meses.
«Nuestro estudio fue creado en respuesta a los comentarios del público y las partes interesadas de la industria, las políticas y las organizaciones del tercer sector, que destacaron muchos problemas sistémicos en la fabricación, el uso y la eliminación de envases de plástico compostables», explicó Purkiss.
Los resultados muestran una voluntad general de tomar decisiones sostenibles mediante la compra de plásticos compostables. Sin embargo, los participantes mostraron confusión sobre el etiquetado y la identificación de estos plásticos. De una muestra aleatoria de 50 imágenes de artículos, los investigadores encontraron que el 46% no mostró una certificación de compostaje doméstico identificable o etiquetado de estándares y el 14% mostró certificación de compostaje industrial.
«Esto muestra que actualmente hay una falta de etiquetado y comunicaciónclarospara garantizar que el público pueda identificar qué es un empaque compostable industrialmente o compostable en el hogar, y cómo desecharlo correctamente», dijo Purkiss.
Pero un resultado más impactante es que el 60% del plástico certificado como compostable doméstico no se desintegró completamente en los contenedores de compost domésticos.
«Los envases compostables no se descomponen de manera efectiva en el rango de condiciones de compostaje doméstico del Reino Unido, creando contaminación plástica», agregó Purkiss. «Incluso los envases que han sido certificados como compostables domésticos no se descomponen de manera efectiva».
Los participantes indicaron que utilizan su compost en sus jardines de flores y vegetales. Como los resultados del experimento muestran que el compost contiene plástico que no se ha desintegrado completamente, el plástico inevitablemente termina en el suelo de los ciudadanos del Reino Unido.
El experimento también mostró que los contenedores decompostson sitios importantes para labiodiversidad, con imágenes enviadas por los participantes que muestran 14 categorías diferentes de organismos como hongos, ácaros y gusanos.
Revisión del sistema
La pregunta sigue siendo si los plásticos compostables sirven como una solución a nuestro problema generalizado de contaminación plástica.
«Los plásticos compostables son potencialmente útiles para productos que no son adecuados para el reciclaje debido a la contaminación, como bolsas de té, etiquetas de frutas, envases de alimentos para llevar y ciertos productos de higiene. Estos productos generalmente terminan en vertederos», explicó Purkiss.
Pero la investigación muestra que en este caso, la mejor solución es enviar plásticos compostables a instalaciones de compostaje industrial, donde las condiciones de compostaje están reguladas.
«Hemos demostrado que el compostaje doméstico, al no estar controlado, es en gran medida ineficaz y no es un buen método de eliminación para envases compostables», dijo Purkiss.
En general, existe la necesidad de revisar y mejorar los plásticos compostables domésticos. «La idea de que un material puede ser sostenible es un error generalizado. Solo un sistema de producción, recolección y reprocesamiento de un material puede ser sostenible», concluyó Purkiss.
Más información:Fronteras en Sostenibilidad(2022). DOI: 10.3389/frsus.2022.942724