Manejo y uso de biosólidos en suelos agrícolas

Abstract

Como subproducto del tratamiento de las aguas residuales de la ciudad de Aguascalientes, Ags., en la Planta de Tratamiento “El Niágara”, se generan diariamente de 150 a 170 m3 de biosólidos. Estos materiales son aplicados a suelos agrícolas de áreas cercanas a la planta, sin regulación alguna, por lo que se han obtenido buenos resultados o causado quemaduras en plántulas o endurecimiento de suelos. El objetivo de este proyecto fue generar estrategias para la disposición y aprovechamiento de los biosólidos para mejorar suelos agrícolas y la calidad y rendimiento de los cultivos, sin perjuicio para el ambiente. Para determinar el efecto de los biosólidos sobre suelos y plantas, se colectaron muestras de los biosólidos y se tomaron muestras de tres tipos de suelo agrícola con características diferentes de fertilidad (alta, mediana y baja, según los productores de la región), en la zona aledaña a la planta de tratamiento. Biosólidos y suelos se caracterizaron químicamente para determinar su estado nutrimental y su contenido de metales pesados. Se establecieron experimentos en invernadero y campo, aplicando dosis crecientes de biosólidos (0, 20, 40, 80, 120, 160 y 200 t ha-1 en base seca) a los suelos y utilizando ballico perenne, maíz y cebada como cultivos indicadores. Los biosólidos generados en la planta de tratamiento de aguas negras “El Niágara”, presentaron alto contenido de materia orgánica, de macro y micro nutrimentos y sus concentraciones de metales pesados (Fe, Cu, Mn, Pb, Cd, Ni y Zn) no rebasaron los límites máximos permisibles para biosólidos establecidos en la NOM-004-SEMARNAT-2002 en México. En cuanto a los suelos, con la aplicación de las diferentes dosis de biosólidos, se mejoró el pH e incrementó el contenido de materia orgánica, la capacidad de intercambio catiónico, y las concentraciones de macro y micronutrimentos. La concentración de metales pesados aumentó sin representar un riesgo para su aplicación como fertilizantes, ya que no se rebasaron los límites considerados como máximos permisibles. El mayor rendimiento de los cultivos se logró con las dosis de 80, 120 y 160 t ha-1; sin embargo, con 200 t ha-1 se frenó el desarrollo del cultivo en las primeras etapas de crecimiento, sin presentarse acumulación de metales pesados en concentraciones consideradas como fitotóxicas. En conclusión, los biosólidos generados en la planta de tratamiento de aguas residuales de la Ciudad de Aguascalientes, no representaron riesgos significativos para el uso agrícola, de acuerdo con sus características químicas y contenido de metales pesados, al adecuarse a la legislación que rige en nuestro país. La incorporación de biosólidos a la actividad agrícola permitió reducir su potencial contaminante y al integrarlos a la cadena productiva como abonos y mejoradores del suelo se reducen sustancialmente los costos de producción e incrementan el rendimiento de los cultivos. _______________ HANDLE AND USE OF THE BIOSOLIDS IN AGRICULTURAL SOILS. ABSTRACT: As a byproduct of wastewater treatment in Aguascalientes city of State in Mexico, in the treatment plant “El Niagara” every day about 150 to 170m3 of biosolids are generated. This materials are applied to agricultural soils near the plant without any regulation, so they caused beneficial effects or plants burning or soil hardening. The objective of this project was to generate strategies for the disposition and use of the biosolids in order to improve the agricultural soils as well as the quality and production crops. In order to determine the effect of the biosolids on the soils and plants, some samples of the biosolids were collected as well as samples of three kind of agricultural soil with different fertility features (high, medium and low, according to the region producers), in the nearby area to the treatment plant. Biosolids and soils were characterized chemically to determine their nutritional status and heavy metal content. Experiments were established in the green house as well as in the field, increasing doses of biosolids (0, 20, 40, 80, 120, 160 and 200 t ha-1 in a dry base) applied to soils and using perennial ryegrass, corn and barley as crops indicators. The biosolids generated in the sewage treatment plant “El Niagara”, presented high content of organic material, macro and micro nutriments and their concentrations of heavy metals (Fe, Cu, Mn, Pb, Ni and Zn) did not exceed the maximum allowable limits established in Mexico for biosolids. In reference to the soils, with the application of the different biosolid doses, the pH was handled and the material organic content was increased, the cationic exchange capacity, and the concentrations of macro and micronutrients. The concentration of heavy metals increased without representing any risk for its application with fertilizer what so ever, since the maximum allowable limits weren’t exceed. The higher yield of crops was achieved using the 80, 120 and 160 t ha-1 doses, never the less, the 200 t ha-1 refrain the development of the crops in the early stages of growth, without any sign of heavy metal accumulation in concentrations considered as phytotoxic. In conclusion the biosolids generated in the wastewater treatment plant in Aguascalientes City didn’t show any significant risks for the agricultural use, according with their chemical features and content of heavy metals, since they’re appropriate to the legislation that rules our country. The biosolids incorporation to the agriculture has allowed reducing its potential for contamination and at the same time integrating them to the production chain as soil fertilizers and improvers has substantially reduce the production costs and it has increased the crops yield.