En los países miembros de la Unión Europea se generan actualmente unos 8 millones de toneladas de lodos de depuradora estabilizados o biosólidos cada año (Magoarou, 2000). En la actualidad los biosólidos tienen un uso agrícola, se incineran, van a vertederos o se depositan en otros lugares como por ejemplo en el mar. La proporción relativa de su destino final varia en los diferentes países.
Su alto contenido materia orgánica, nitrógeno y fósforo hacen que su aplicación agrícola como enmienda orgánica o fertilizante sea uno de los objetivos prioritarios de la política europea, pero eso sí dentro del concepto de manejo sostenible y ecológico de estos materiales. En la Tabla 1 se recogen las ventajas e inconvenientes de la aplicación de biosólidos en la agricultura y las condiciones en que producen un determinado efecto positivo o negativo desde el punto de vista agronómico y medioambiental.
Debido a su naturaleza y a los procesos fisicoquímicos utilizados en los tratamientos de las aguas residuales, los lodos de depuradora están potencialmente contaminadas con una serie de sustancias: metales pesados, compuestos orgánicos de baja biodegradabilidad, y organismos patógenos ?virus, bacterias, etc,? presentes en las aguas residuales.
Existe gran variabilidad en los contenidos de estas sustancias tóxicas entre diferentes plantas de tratamiento, ya que dependen de la procedencia de las aguas residuales que se tratan en la depuradora y del tipo de tratamiento de los lodos.
El comportamiento de los compuestos orgánicos contenidos en los biosólidos en el medio ambiente y su posibilidad de transferencia a la cadena alimentaria es mucho menos conocida que en el caso de los metales pesados.
Se sabe que la capa superior del suelo, tiene una crucial importancia para el buen hacer de los microorganismos del suelo, plantas y animales y que algunos metales pesados, bloquean los mecanismos de reproducción afectando al potencial biológico del suelo. Si su concentración es demasiado elevada, y están en forma disponible, pueden penetrar las barreras naturales en las raíces de las plantas y acabar en la parte comestible de las plantas cultivadas.
En la Figura 1 se representa un esquema del comportamiento en suelo de los compuestos orgánicos y todos los fenómenos biológicos o abióticos que afectan a su distribución. Se pueden considerar en tres categorías:
? Procesos de transformación/ degradación.
? Procesos de retención.
? Procesos de transporte.
Tipos de compuestos orgánicos en los biosólidos
Un gran número de compuestos orgánicos que provienen de diferentes tipos de fuentes pueden aparecer en las aguas residuales y en consecuencia en los biosólidos. Diferentes autores, han identificado hasta 137 compuestos orgánicos diferentes. Los más representativos son los siguientes:
Hidrocarburos aromáticos policíclicos PAHs que proceden de varias fuentes antropogénicas: incendios, plantas térmicas, trafico incineración de residuos o plantas industriales(aluminio, acero, cemento). Se encuentra concentrado en los lodos por su baja biodegradabilidad. Sin embargo se degradan parcialmente por compostaje.
Bifenilos policlorados PCBs usado en aceites hidráulicos, como emoliente, lubricante, etc y que además puede aparecer en el medio como consecuencia de los procesos de combustión. Los PCBs son adsorbidos por partículas sólidas y esa es la razón por la que se acumula en los lodos.
Di (2-etil hexil) ftalatos (DEHP), procedentes de efluentes de la industria y de materiales plásticos. En dosis normales no se produce acumulación de estos compuestos en suelos debido a su corta vida media.
Sulfonatos de alquilbenceno lineales (LAS) y nonil fenoles etoxilados (NPE), son surfactantes aromáticos que no se degradan totalmente durantelos tratamientos y se acumula en los lodos. Aproximadamente el 20% delos LAS se destruye en la digestión anaerobia mesofílica, mientras que se produceNP que se acumula en el lodo digerido. Sin embargo en el ambiente aerobiodel suelo estos compuestos actúan como sustratos para la actividad microbianay son rápidamente degradados no representando problemas importantesen la transferencia en la cadena alimentaria.
Dioxinas y furanos (PCDDs/PCDFs), aparecen en los efluentes industriales, estando también presentes en preparaciones comerciales de productos insecticidas.
17 compuestos de este tipo son considerados como tóxicos Su comportamiento en suelos todavía no es bien conocido. Son estables física, química y biológicamente y por su carácter lipofílico tienden a concentrarse en los biosólidos y por lo tanto en el material orgánico del suelo.
Las altas temperaturas en los procesos de desinfección de lodos hacen que se pierdan los compuestos volátiles como los PCBs o LAS. En la Tabla 2 se representan las concentraciones más habituales de todos estos compuestos en los biosólidos de la Unión Europea.
En la Tabla 3 se reflejan distintas propiedades de los compuestos orgánicos cuyo conjunto condiciona el riesgo que para la salud humana representaría su existencia en lodos o biosólidos.
La absorción potencial de compuestos orgánicos tóxicos por las plantas en los suelos enmendados por biosólidos depende de varios factores: a) la presencia y concentración de un determinado compuesto en los residuos orgánicos; b) las propiedades físico químicas del mismo; c) las reacciones que se producen en el suelo y que afectan a su biodisponibilidad y d) la velocidad de absorción por las plantas.
Los compuestos orgánicos pueden penetrar en las plantas por las raíces o por las partes aéreas, al depositarse o absorberse en su superficie. La forma de entrada y de transferencia en el interior de la planta depende del carácter hidrofóbo o hidrófilo del compuesto. Cuanto más hidrofóbico con mayor facilidad penetra a través de las paredes celulares. Algunas especies como las zanahorias son capaces de concentrar compuestos químicos lipofílicos debido a su contenido lipídico, localizándose en las partes externas y en la epidermis. Por otra parte los compuestos hidrofílicos pueden penetrar a través de los estomas, pero no es fácil que atraviesen la cutícula de la planta. Factores ambientales como la temperatura ambiente, edáficos, como el contenido en materia orgánica del suelo o la especie, condicionan la absorción.
La presencia de dioxinas en diferentes frutos y vegetales ha sido muy estudiada.
Así el calabacín y la calabaza tienen una mayor concentración de PCDD/PCDF que otros frutos y vegetales, produciéndose la absorción por las raíces y translocándose al fruto. Las plantas de pepinos se contaminan fundamentalmente por deposición atmosférica. Sin embargo en general, el riesgo relativo de la absorción es relativamente bajo siempre que la concentración de estos compuestos en los biosólidos sea baja y que los procesos o transformaciones en el suelo, como la degradación biológica sean altos. El consumo de productos vegetales no es la vía prioritaria de ingestión de los compuestos orgánicos sino el de productos animales contaminados. Además, en Europa solamente el 7% de los suelos a los que se aplican lodos son agrícolas, por lo que la proporción de alimentos con posible contaminación producida por estos residuos es muy baja.
En la actualidad el uso de lodos de depuradora está regulado por la Directiva 86/278/EEC que trata de prevenir los peligros del uso de estos residuos considerando únicamente su contenido en metales pesados. En esta Directiva únicamente se regulan las concentraciones máximas de metales pesados que pueden contener los lodos según el pH del suelo donde se van a aplicar, el contenido máximo inicial de dicho suelos y las cantidades máximas de metales pesados que se pueden aplicar con los lodos.
No todos los países europeos son igual de restrictivos, ya que las normativas de cada país, contemplan el contenido en metales pesados de sus suelos y las características de los lodos de sus sistemas de tratamiento de aguas residuales.
En la actualidad existen ya en la mayoría de los países, mapas de suelos de contenidos de metales pesados habiéndose publicado recientemente el correspondiente a España
La Directiva 86/278 no fija ningún límite de concentración para contaminantes orgánicos en los lodos de depuradora utilizados en Agricultura. Sin embargo, algunos países miembros si lo hacen. Por ejemplo están regulados los PCBs (en Francia, Austria, Alemania y Suecia), las dioxinas y furanos (en Austria y Alemania) y los PAHs (en Francia, Dinamarca y Suecia).
En la actualidad está en avanzada discusión, el "Tercer Borrador del Documento de trabajo sobre la aplicación de lodos de depuradora en Agricultura",en el que aumentan las restricciones en el contenido de metales pesados yse incluyen ya limitaciones para el contenido de compuestos orgánicos en losmismos (Tabla 4), especificando los métodos de análisis a utilizar e incluso eltipo de industrias generadora del lodo a los que se les permite su aplicaciónagrícola.
Son muchos los impactos que la aplicación de estos residuos puede provocar.
En primer lugar una disminución del valor del suelo agrícola como consecuencia del incremento de compuestos tóxicos en el suelo lo que produce un rechazo por parte de la industria agroalimentaria de los cultivos que crecen en estos suelos y por otra parte, en la percepción de la potencial peligrosidad que conlleva esta práctica y que no esta apoyada en ninguna evidencia científica. Los suelos pueden disminuir en Europa hasta 10 veces su valor como consecuencia de la aplicación de lodos. A pesar de todos estos problemas. ¿Se pueden aplicar lodos o biosólidos al suelo? Evidentemente sí pero con un control cada vez más riguroso de la calidad del producto final antes de su incorporación al suelo.
BIBLIOGRAFÍA
European Commission (2001) Disposal and recycling routes for sewage sludge
E. EPSTEIN (2003) Land application of sewage sludge and biosolids. Lewis publishers
