Monton de enmienda caliza para ser aplicado en el Corredor verde del Guadiamar (Junta de Andalucía)

Adición de enmiendas a suelos contaminados (Spain)

Encalado, estercolado (Spanish)

Description

Aplicación de enmiendas para la recuperación de suelos contaminados con elementos traza

La enmiendas en suelos contaminados son aplicadas para disminuir la solubilidad y la biodisponibilidad de los nutrientes y microelementos en los suelos. Las enmiendas más comúnmente utilizadas a tal efecto son materiales calizos, fosfatos, óxidos de Fe y Mn, materiales orgánicos, aluminosilicatos, etc. El tipo y la cantidad de enmienda a aplicar depende de las características del sitio (suelo, hidrogeología, pendiente, clima, etc.), de la naturaleza del contaminante y del uso del suelo.
La aplicación al suelo de diferentes tipos de materiales orgánicos procedentes de distintos residuos como fuente de materia orgánica, es una práctica común para mejorar las propiedades del suelo y podría ser un enfoque amigable y rentable para el medio ambiente para restaurar áreas extensas con un nivel moderado de contaminación. El uso de materiales procedentes de residuos es además una alternativa para su reciclaje y reutilización. Estos materiales mejoran la fertilidad del suelo y la productividad de la planta, y también disminuyen la disponibilidad de elementos traza. Enmiendas orgánicas tales como compost o turba, que contienen una alta proporción de materia orgánica humificada que puede disminuir la biodisponibilidad de metales en el suelo por adsorción y por la formación de complejos estables con sustancias húmicas , ya que los ácidos húmicos tienen una gran capacidad para retener o quelatar los metales.

Los materiales calizos se usan para aumentar el pH de los suelos ácidos (encalado) y reducir la toxicidad de los metales en los suelos. Generalmente, el encalado es muy eficiente en la inmovilización de los elementos traza catiónicos, cuya solubilidad decrece al aumentar el pH, favoreciendo su adsorción sobre los materiales al suelo, así como su precipitación, con lo que decrece drásticamente su concentración en la disolución del suelo. El efecto del encalado es el opuesto para los elementos traza que forman oxianiones, como los arseniatos, molibdatos, cromatos, etc., que aumentan su solubilidad en medio alcalino, o para los metales pesados asociados a la materia orgánica que también aumentan su solubilidad en medio alcalino.
Los fosfatos, inmovilizan los metales existentes en la disolución del suelo, reduciendo de esta forma la disponibilidad para las plantas y la movilidad para el transporte. Las enmiendas inorgánicas más utilizadas en la inmovilización de elementos traza en suelos contaminados son : óxidos de Fe y Mn, aluminosilicatos, beringita, cenizas volantes, etc. Los óxidos de Fe y Mn puedan absorber o complejar iones metálicos. Materiales ricos en óxidos de Fe se emplean en suelos contaminados con arseniatos. También se usan minerales de la arcilla como las esmectitas, las zeolitas y subproductos como la beringita (aluminuisilicato obtenido en la combustión en lecho fluidizado de residuo de carbón, con ilita como mineral mayoritario).

Limitar la movilidad de los elementos traza en el suelo y aumentar la fertilidad de los suelos, en el caso de usarse enmiendas orgánicas.

Incorporación de la enmienda a los primeros centímetros del suelo y mezclado con el mismo.
Aportaciones : El tipo y la cantidad de enmienda a aplicar depende de las características del sitio (suelo, hidrogeología, pendiente, clima, etc.), de la naturaleza del contaminante y del uso del suelo.
Evolución temporal de los efectos de las enmiendas y en caso necesario repetir la aplicación de enmiendas.

El uso de enmiendas disminuye la solubilidad y la biodisponibilidad los elementos traza en suelo, mejorando la calidad de los microrganismos del suelo y evitando la lixiviación de la contaminación a la capa freática. La adición de la enmienda además favorece el desarrollo de una cubierta vegetal, al mejorar las condiciones del suelo donde puede vivir y desarrollarse la planta (reducción de la contaminación).
Las enmiendas orgánicas y en especial los composts de RSU y biosólidos, están siendo muy utilizadas en la recuperación de suelos contaminados por elementos traza, con lo que se contribuye además a la recuperación de la materia orgánica de los residuos. Los problemas de salud pública y ambientales obligan a buscar soluciones satisfactorias para el manejo y eliminación de los residuos. En estos momentos la gestión de los residuos ha adquirido una gran importancia fomentándose la recuperación de residuos en general y de los orgánicos en particular, asimilando el concepto de residuos al de recurso.

Location

Location: Varios (Corredor Verde Guadiamar), Sevilla, Spain

No. of Technology sites analysed:

Geo-reference of selected sites
  • -6.25073, 37.31479

Spread of the Technology: evenly spread over an area (approx. 10-100 km2)

In a permanently protected area?:

Date of implementation: more than 50 years ago (traditional)

Type of introduction
Enmienda caliza aplicada a un suelo contaminado. Parcela el Vicario, Corredor Verde del Guadiamar (Engracia Madejón)
Efecto de la enmienda meses después de su aplicación .Parcela el Vicario, Corredor Verde del Guadiamar (Engracia Madejón)

Classification of the Technology

Main purpose
  • improve production
  • reduce, prevent, restore land degradation
  • conserve ecosystem
  • protect a watershed/ downstream areas – in combination with other Technologies
  • preserve/ improve biodiversity
  • reduce risk of disasters
  • adapt to climate change/ extremes and its impacts
  • mitigate climate change and its impacts
  • create beneficial economic impact
  • create beneficial social impact
Land use

  • Cropland
    • Annual cropping
    • Tree and shrub cropping
    Number of growing seasons per year: 1

Water supply
  • rainfed
  • mixed rainfed-irrigated
  • full irrigation

Purpose related to land degradation
  • prevent land degradation
  • reduce land degradation
  • restore/ rehabilitate severely degraded land
  • adapt to land degradation
  • not applicable
Degradation addressed
  • soil erosion by wind - Ed: deflation and deposition
  • chemical soil deterioration - Ca: acidification, Cp: soil pollution
  • biological degradation - Bc: reduction of vegetation cover
SLM group
  • integrated pest and disease management (incl. organic agriculture)
SLM measures
  • management measures - M7: Others

Technical drawing

Technical specifications
Modelo de aplicación de enmiendas dependiendo del tipo de suelo contaminado

Technical knowledge required for field staff / advisors: alto
Technical knowledge required for land users: alto
Main technical functions: mejoramiento de la cobertura del suelo, estabilización del suelo (p. ej., raíces de árboles contra los deslizamientos de tierra), aumento de la materia orgánica
Secondary technical functions: incremento de la biomasa (cantidad)

Change of land use type: de agrícola a forestal con aplicación de enmiendas
Change of land use practices / intensity level: de cultivo a mantenimiento forestal
Layout change according to natural and human environment: forestaciones, bosques mediterráneos y ripario
Author: Madejón, Paula

Establishment and maintenance: activities, inputs and costs

Calculation of inputs and costs
  • Costs are calculated:
  • Currency used for cost calculation: Euros
  • Exchange rate (to USD): 1 USD = 0.89 Euros
  • Average wage cost of hired labour per day: 66.00
Most important factors affecting the costs
El transporte es la parte más cara del proceso. Depende de la distancia a la que haya que llevar la enmienda. La capacidad del camión que suele ser unas 20Tm por lo que si es menos cuesta lo mismo y si se necesita más también .Va a ser variable la cantidad de enmienda que se añada. Los precios de las enmiendas están dados en función de las usadas en el corredor verde. Estas enmiendas son de bajo coste. Hay veces que dependiendo de la contaminación del suelo se pueden necesitar otras enmiendas más costosas. Los costos fueron calculados aproximadamente usando las enmiendas y costes de otros trabajos realizados en el IRNAS. Los costes son asumidos por el propietario de la tierra que en nuestro caso de estudio es el gobierno, y no los usuarios. El tiempo dependerá del número de hectáreas a las que haya que añadir la enmienda.
Establishment activities
  1. Transporte (Timing/ frequency: Inicial)
  2. Enmienda (Timing/ frequency: Inicial)
  3. Maquinaria (Timing/ frequency: Inicial)
Establishment inputs and costs
Specify input Unit Quantity Costs per Unit (Euros) Total costs per input (Euros) % of costs borne by land users
Equipment
uso de maquina 1.0 167.1 167.1
Mano de obra 1.0 33.42 33.42
Fertilizers and biocides
Compost Biosolido (CB) 1.0 398.0 398.0
Espuma azucarera (EA) 1.0 166.0 166.0
Other
Transporte 1.0 1114.0 1114.0
Total costs for establishment of the Technology 1'878.52
Total costs for establishment of the Technology in USD 2'110.7
Maintenance activities
n.a.

Natural environment

Average annual rainfall
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1,000 mm
  • 1,001-1,500 mm
  • 1,501-2,000 mm
  • 2,001-3,000 mm
  • 3,001-4,000 mm
  • > 4,000 mm
Agro-climatic zone
  • humid
  • sub-humid
  • semi-arid
  • arid
Specifications on climate
n.a.
Slope
  • flat (0-2%)
  • gentle (3-5%)
  • moderate (6-10%)
  • rolling (11-15%)
  • hilly (16-30%)
  • steep (31-60%)
  • very steep (>60%)
Landforms
  • plateau/plains
  • ridges
  • mountain slopes
  • hill slopes
  • footslopes
  • valley floors
Altitude
  • 0-100 m a.s.l.
  • 101-500 m a.s.l.
  • 501-1,000 m a.s.l.
  • 1,001-1,500 m a.s.l.
  • 1,501-2,000 m a.s.l.
  • 2,001-2,500 m a.s.l.
  • 2,501-3,000 m a.s.l.
  • 3,001-4,000 m a.s.l.
  • > 4,000 m a.s.l.
Technology is applied in
  • convex situations
  • concave situations
  • not relevant
Soil depth
  • very shallow (0-20 cm)
  • shallow (21-50 cm)
  • moderately deep (51-80 cm)
  • deep (81-120 cm)
  • very deep (> 120 cm)
Soil texture (topsoil)
  • coarse/ light (sandy)
  • medium (loamy, silty)
  • fine/ heavy (clay)
Soil texture (> 20 cm below surface)
  • coarse/ light (sandy)
  • medium (loamy, silty)
  • fine/ heavy (clay)
Topsoil organic matter content
  • high (>3%)
  • medium (1-3%)
  • low (<1%)
Groundwater table
  • on surface
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Availability of surface water
  • excess
  • good
  • medium
  • poor/ none
Water quality (untreated)
  • good drinking water
  • poor drinking water (treatment required)
  • for agricultural use only (irrigation)
  • unusable
Water quality refers to:
Is salinity a problem?
  • Ja
  • Nee

Occurrence of flooding
  • Ja
  • Nee
Species diversity
  • high
  • medium
  • low
Habitat diversity
  • high
  • medium
  • low

Characteristics of land users applying the Technology

Market orientation
  • subsistence (self-supply)
  • mixed (subsistence/ commercial)
  • commercial/ market
Off-farm income
  • less than 10% of all income
  • 10-50% of all income
  • > 50% of all income
Relative level of wealth
  • very poor
  • poor
  • average
  • rich
  • very rich
Level of mechanization
  • manual work
  • animal traction
  • mechanized/ motorized
Sedentary or nomadic
  • Sedentary
  • Semi-nomadic
  • Nomadic
Individuals or groups
  • individual/ household
  • groups/ community
  • cooperative
  • employee (company, government)
Gender
  • women
  • men
Age
  • children
  • youth
  • middle-aged
  • elderly
Area used per household
  • < 0.5 ha
  • 0.5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1,000 ha
  • 1,000-10,000 ha
  • > 10,000 ha
Scale
  • small-scale
  • medium-scale
  • large-scale
Land ownership
  • state
  • company
  • communal/ village
  • group
  • individual, not titled
  • individual, titled
Land use rights
  • open access (unorganized)
  • communal (organized)
  • leased
  • individual
Water use rights
  • open access (unorganized)
  • communal (organized)
  • leased
  • individual
Access to services and infrastructure
health

poor
good
education

poor
good
technical assistance

poor
good
employment (e.g. off-farm)

poor
good
markets

poor
good
energy

poor
good
roads and transport

poor
good
drinking water and sanitation

poor
good
financial services

poor
good

Impacts

Socio-economic impacts
Crop production
decreased
increased

fodder production
decreased
increased

fodder quality
decreased
increased

animal production
decreased
increased

wood production
decreased
increased

risk of production failure
increased
decreased

product diversity
decreased
increased

production area (new land under cultivation/ use)
decreased
increased

land management
hindered
simplified

demand for irrigation water
increased
decreased

expenses on agricultural inputs
increased
decreased

farm income
decreased
increased

economic disparities
increased
decreased

workload
increased
decreased

Aumento de la fertilidad
None
None

Disminución de la contaminación
None
None

Socio-cultural impacts
food security/ self-sufficiency
reduced
improved

conflict mitigation
worsened
improved

situation of socially and economically disadvantaged groups (gender, age, status, ehtnicity etc.)
worsened
improved

contribucion al bien-estar humano
None
None


evitando la dispersión de contaminantes

Ecological impacts
surface runoff
increased
decreased

excess water drainage
reduced
improved

evaporation
increased
decreased

soil moisture
decreased
increased

soil cover
reduced
improved

soil loss
increased
decreased

soil crusting/ sealing
increased
reduced

soil compaction
increased
reduced

nutrient cycling/ recharge
decreased
increased

salinity
increased
decreased

soil organic matter/ below ground C
decreased
increased

biomass/ above ground C
decreased
increased

plant diversity
decreased
increased

animal diversity
decreased
increased

beneficial species (predators, earthworms, pollinators)
decreased
increased

habitat diversity
decreased
increased

emission of carbon and greenhouse gases
increased
decreased

fire risk
increased
decreased

Off-site impacts
groundwater/ river pollution
increased
reduced

damage on public/ private infrastructure
increased
reduced

Cost-benefit analysis

Benefits compared with establishment costs
Short-term returns
very negative
very positive

Long-term returns
very negative
very positive

Benefits compared with maintenance costs
Short-term returns
very negative
very positive

Long-term returns
very negative
very positive

Climate change

-

Adoption and adaptation

Percentage of land users in the area who have adopted the Technology
  • single cases/ experimental
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Of all those who have adopted the Technology, how many have done so without receiving material incentives?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
Has the Technology been modified recently to adapt to changing conditions?
  • Ja
  • Nee
To which changing conditions?
  • climatic change/ extremes
  • changing markets
  • labour availability (e.g. due to migration)

Conclusions and lessons learnt

Strengths: land user's view
  • Es una técnica medioambientalmente aceptada: es respetuosa con el medio ambiente ya que es una técnica que se aplica in situ, y normalmente se usan materiales reciclados y tratados procedentes de distintos residuos, con lo cual se ayuda a solventar otra problemática ambiental: la deposición de residuos
  • Es una técnica económica: en comparación con otras técnicas para la recuperación de los contaminados es de las más económicas, especialmente si se usan las enmiendas procedentes de residuos tratados de la zona (evitar grandes distancias de transporte)
  • Mejora las propiedades del suelo: además de reducir la disponibilidad de elementos traza en el suelo también puede mejorar la fertilidad del suelo y materia orgánica en caso de que se apliquen enmiendas orgánicas.
  • En un principio no requiere más adiciones en el tiempo (aunque dependiendo de la contaminación y enmienda utilizada a veces puede volver a ser necesario)
  • Facilidad y rapidez de aplicación: en 3 horas aproximadamente puede estar lista una enmienda puesta en una hectárea de terreno.
Strengths: compiler’s or other key resource person’s view
  • Es una técnica medioambientalmente aceptada: es respetuosa con el medio ambiente ya que es una técnica que se aplica in situ, y normalmente se usan materiales reciclados y tratados procedentes de distintos residuos, con lo cual se ayuda a solventar otra problemática ambiental: la deposición de residuos
  • Es una técnica económica: en comparación con otras técnicas para la recuperación de los suelos contaminados es de las más económicas, especialmente si se usan las enmiendas procedentes de residuos tratados de la zona (evitar grandes distancias de transporte)
  • Mejora las propiedades del suelo: además de reducir la disponibilidad de elementos traza en el suelo también puede mejorar la fertilidad del suelo y Mo en caso de que se apliquen enmiendas orgánicas.
  • En un principio no requiere más adiciones en el tiempo (aunque dependiendo de la contaminación y enmienda utilizada a veces puede volver a ser necesario)
Weaknesses/ disadvantages/ risks: land user's viewhow to overcome
  • La principal debilidad, que no desventaja, es evaluar la efectividad de cada enmienda en el tiempo. Por cuanto tiempo va a ser efectiva, sobre todo en el caso de las enmiendas orgánicas que suelen degradarse con el tiempo. La única medida para superarla es el monitoreo de la zonas y seguir investigando en las durabilidad de las enmiendas.
Weaknesses/ disadvantages/ risks: compiler’s or other key resource person’s viewhow to overcome
  • La principal debilidad, que no desventaja, es evaluar la efectividad de cada enmienda en el tiempo. Por cuanto tiempo va a ser efectiva, sobre todo en el caso de las enmiendas orgánicas que suelen degradarse con el tiempo. La única medida para superarla es el monitoreo de la zonas y seguir investigando en las durabilidad de las enmiendas.

References

Compiler
  • José Miguel Pérez-Álvarez
Editors
Reviewer
  • Deborah Niggli
  • Alexandra Gavilano
Date of documentation: Julie 7, 2015
Last update: Julie 23, 2019
Resource persons
Full description in the WOCAT database
Linked SLM data
Documentation was faciliated by
Institution Project
Key references
  • Consejería de Medio Ambiente. 2002. Programa de investigación del corredor verde del Guadiamar: PICOVER 1999 - 2002. 2000.http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/site/rediam/menuitem.04dc44281e5d53cf8ca78ca731525ea0/?vgnextoid=79eabd8775b90110VgnVCM1000000624e50aRCRD&vgnextchannel=b0d303d78270f210VgnVCM2000000624e50aRCRD&vgnextfmt=rediam&lr=lang_es.: Internet/ Gratis
  • Consejería de Medio Ambiente. 2008. La restauración ecológica del río Guadiamar y el proyecto del Corredor Verde (2008). La Historia de un Paisaje Emergente. http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/site/portalweb/menuitem.7e1cf46ddf59bb227a9ebe205510e1ca?vgnextoid=ba437e2f626b9110VgnVCM1000000624e50aRCRD&vgnextchannel=96c99950905f4310VgnVCM1000001325e50aRCRD.: Internet/ Gratis
  • El camino hacia la sostenibilidad. III. Recursos orgánicos: Aspectos agronómicos y medioambientales. 4. Residuos orgánicos en la restauración rehabilitación de suelos degradados (J. Moreno, R. Moral, J.L. García-Morales, J.A. Pascual y M.P. Bernal). (3): 73-117. Mundi-Prensa . Cabrera F., 2014 ISBN 13: 9788484766896ISBN 10: 8484766896: 18€
  • Aplicación de la fitorremediación a los suelos contaminados por metales pesados en Aznalcóllar. Revista Ecosistemas, num 2, Vol. 16 Enmiendas orgánicas para la recuperación de suelos contaminados por elementos traza. Bernal et al., 2007.:
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