Resumen "Heft 12"

Freiburg im Breisgau 1983

ISSN 0344-2691

MOVIMIENTO DE ELEMENTOS EN UNA "PARARENDZINA" REGADA DEL VALLE AUSTRAL DEL RIO RIN BAJO CONSIDERACIÓN ESPECIAL DE LOS METALES PESADOS

En relación con medidas preventivas planeadas para la protección contra inundaciones se está comentando posibles sumersiones de gran extensión de terrenos que antiguamente eran selvas dehésales en la parte austral de la planicie del río Rin. En la mayoría se trata de "Pararendziñas" de dos estratos cubiertos de pinos. El fin de esta investigación era averiguar sobre las influencias de una irrigación artificial.
Se realizó un experimento a campo abierto con mediciones alrededor de la esfera hidrica del suelo y de la circulación de los siguientes elementos: Na, K, Mg, Ca, Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, P y Cl. Se investigó además el crecimiento y el estado de nutrición de un rodal experimental de pino. Un otro punto principal del trabajo fue la potenciación de los métodos empleados, asi como un examen critico del proyecto inicial y de los resultados obtenidos.
La irrigación se efectuó durante diecinueve meses con cantidades de 60 mm de agua semanales, lo cual corresponde a una cantidad cinco veces mayor al promedio de las precipitaciones anuales.
Para hacer visible la influencia de la calidad del agua en la circulación de los elementos y en el crecimiento del bosque, se irrigaron dos parcelas experimentales con agua subterránea y dos con agua del Rin. Para poder efectuar comparaciones se instalaron cuatro parcelas de control. Antes de llevar a cabo la irrigación se hicieron los análisis correspondientes del suelo y de los espinos del pino, para determinar el estado de partida del suelo. Entre otro se analizaron los contenidos totales de elementos en el esqueleto, tierra fina, arena, suelo limoso y en la arcilla. Para caracterizar además las fracciones de elementos formadores de carbonatos, se determinaron en la tierra fina y en el esqueleto las partes extraibles con ácido clorhídrico. Respecto al contenido del carbonato, el elemento predominante del suelo es el calcio.
El contenido de metales pesados coincide con valores que se encuentran en suelos poco contaminados. La distribución vertical de P, Zn, Cd y Pb se asemeja a la de la materia orgánica.
La distribución de los carbonatos en las distintas fracciones del suelo permite la conclusión que se trata de un enriquecimiento secundario en el estrato cúbrante.
La parte extraible con HCL representa para Ca, Mg, Mn, Cd y Cu más de un 50 % del contenido total, los valores correspondientes para Al, Fe, Cr y Ni se encuentran por debajo del 2 %.
La variabilidad de los contenidos totales y extraibles con HCL es alta. Los coeficientes de variación subieron según elemento y el horizonte hasta llegar al 74 %. El análisis de las concentraciones correspondientes después de la irrigación, apesar de haberse tratado de ocho muestras escogidas al azar, no mostró ningún cambio de cantidad de los elementos en el suelo causado por la irrigación.
Para abarcar el cambio de elementos se determinaron las concentraciones y los flujos en las precipitaciones incidentes, en el agua de irrigación y en el agua infiltrada. La extracción del agua infiltrada se efectuó con lysímetros de baja presión fabricados en cerámica.
Las concentraciones de elementos en la precipitación incidente corresponden a las concentraciones medidas en la Selva Negra del Sur y el Solling, a exepción de Cu y Zn.
Las concentraciones de elementos en el agua subterránea y en el agua del Rin son muy similares. El agua del Rin contiene sólo fósforo en cantidades relativamente altas. Apesar que las concentraciones de metales pesados en el agua del Rin son un poco más altas que las del agua subterránea, no alcanzan en ningún caso los valores del limite en vigor para el agua potable. Por lo contrario, mayormente se encuentran una o unas potencias decimales por debajo de éste. Los elementos predominantes son calcio, sodio, magnesio y cloro.
El grado de las concentraciones en el agua infiltrada es determinado por las concentraciones del agua de irrigación.
No hay diferencias significantes entre los resultados de los experimentos hechos con agua subterránea y agua del Rin. Condicionado por la permeabilidad alta del suelo, los cambios de concentraciones através de la infiltración en el suelo raras veces se elevan a un tercio de la concentración medida al pricipio. Las concentraciones en el agua infiltrada no son determinadas por 1 os equi1ibrios sol ubi es de carbonatos, hidróxidos o hidrocarbonatos. En muchos casos las concentraciones del equilibrio termodinámico difieren bastante, en casos extremos hasta en ocho potencias decimales de la concentración promedia.
La deposición de Na, K, Ca y Mg en la superficie del suelo através del agua de irrigación es de diez a cien veces más alta en comparación con la del agua pluvial. La deposición de metales pesados con la lluvia apenas se diferencia en su cantidad de la correspondiente en la parte austral de la Selva Negra. Sobre todo en el caso de Cu y Zn los valores son evidentemente más bajos que los valores procedentes del Solling. A pesar de una irrigación intensiva con agua del Rin, la deposición de metales pesados através del agua pluvial representa la parte sustancial y en el caso del cadmio el componente principal de la correspondiente deposición total.
La calculación de los flujos de elementos con el agua infiltrada se efectuó a base de un balance hídrico climático. En comparación con las parcelas de control, se nota como resultado de la irrigación un aumento drástico en la cuota del eflujo en cuanto a la cantidad del agua y contenido de elementos. La calculación del flujo de elementos muestra en Na, K, Mg, Ca y Cu un cambio del contenido evidentemente negativo; quizas resulte de una movilización de las reservas permanentes del suelo. Excepto de niquel, las calculaciones de los metales pesados son positivos. Como consequencia se supone que el suelo funciona como filtro para estos elementos. La eficiencia del "filtro" varía entre el 10 y el 30 % bajo irrigación. Para las parcelas de control resultan grados de eficiencia más elevados de hasta un 8o %.
Los rodales de pino reaccionan a la irrigación con un marcado aumento del crecimiento. En ningún caso se ve una diferencia significante en el contenido de elementos entre los análisis de los espinos de las parcelas experimentales y de las parcelas de control. Estos resultados muestran claramente en los elementos investigados que la inundación planificada para terrenos cubiertos de bosques en la llanura del Alto Rin no llevará a un notable perjuicio de la calidad del agua subterránea. Más bien se podria aumentar la producción de madera al repartir el agua en cantidades optimales. Además se puede - aunque solo modeste-mente - contribuir a la purificación del agua del Rin, aprovechando el suelo como filtro.
Consultando los errores analíticos se demuestra que los análisis de la tierra y del agua descendientes de suelos carbonaticos aun hoy en día representan un problema. Especialmente para el cadmio y en parte también para el níquel y el cromo se necesita un mejoramiento de los métodos analíticos. Para los demás elementos, la variabilidad como consequencia del sitio supera bastantemente las fallas analíticas, es decir que alcanza la precisión lograda de las mediciones.
La cerámica de Al203 utilizada para la extracción del agua infiltrada no sirve para obtener corrientes temporales de la concentración de un elemento. Mediante procesos absorbentes, las planchas cerámicas fijan una cantidad considerable del eflujo. Esto hay que tener en cuenta al calcular las corrientes de elementos.