8. efectos en la vegetaciÓn. 8.1. revisión...

DIAGNÓSTICO Y VIGILANCIA DEL IMPACTO POR VÍAATMOSFÉRICA DE UN COMPLEJO REFINERO EN

EXTREMADURA.

INFORME FINAL. Abril 2007. Versión 2.0

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8. EFECTOS EN LA VEGETACIÓN.

8.1. Revisión Documental.

8.1.1. Introducción.

La contaminación atmosférica es un concepto relativamente moderno; el primer libro sobreella fue escrito por John Evelyn en el siglo XVII (Fumifugium). Aunque se la reconoce desdehace algunos siglos como un indeseable producto de la civilización, es desde el siglo XIXcuando la preocupación por ella aumenta (Tolba & El-Kholy, 1992). Es a partir de laRevolución Industrial cuando verdaderamente comienza a constituir un problema en algunasregiones Europeas. Los primeros problemas son los derivados de las fundiciones, hornos yprimitivas industrias químicas; espacialmente los problemas se restringían a zonas urbanas enlas que inicialmente se situó la industria y tienen carácter episódico. Es pues a partir de losaños 50 cuando la contaminación atmosférica pasa a ser considerada como un problema deinterés público en muchos países industrializados y se comienzan a tomar medidas (p.e. TheClean Air Act en 1964 en Inglaterra).

Los contaminantes son emitidos por múltiples fuentes, y pueden ser eliminados al depositarsey/o mediante reacciones químicas que los trasformen. Pueden provenir tanto de fuentesnaturales, como p.e. los volcanes, o ser de origen antropogénico, es decir, derivados de laactividad humana.

El término contaminación atmosférica no sólo se refiere al agente/compuesto contaminante,sino que además contiene en si mismo conceptos relativos al lugar de formación, desarrollo ytransporte del mismo. A la hora de estudiar el posible efecto de la contaminación atmosféricaes necesario conocer no sólo los componentes químicos que la forman y sus reacciones, sinotambién cuestiones como:- Cuál es la contaminación atmosférica de fondo, o el nivel de contaminantes existentes de

forma natural en un ambiente antes de que un nuevo foco o fuente de contaminación hagavariar los valores del medio.

- La posibilidad de contaminación atmosférica transfronteriza, o transporte a larga distancia,cuyo resultado es una perturbación del medio a escala regional e incluso global.

- La existencia de focos puntuales, cuando el contaminante procede de un foco identificadoy se puede establecer una relación directa entre la fuente (emisión) y su inmisión; unejemplo típico es el caso de una central térmica .

- La existencia de contaminación difusa, que, por el contrario, no tiene un origen puntual oel número de focos es innumerable; en el caso de contaminantes secundarios como elozono, en la propia atmósfera se producen transformaciones que originan el contaminante.

Se pueden diferenciar dos grandes grupos de contaminantes: orgánicos e inorgánicos, segúnsu composición. En función de su duración y dinámica atmosférica puede hablarse decontaminantes primarios, que se mantienen en el ambiente sin cambios sobre la composicióny concentración a la que fueron emitidos del foco; frente a ellos, los contaminantessecundarios se forman a partir de los primeros mediante reacciones químicas o fotoquímicasen el medio. Los contaminantes primarios pueden ser en algunos casos precursores de lossecundarios.


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En la tabla 8.1. se adjunta una lista de los contaminantes atmosféricos más importantes yalgunas de las fuentes que los pueden originar.

Tabla 8.1: contaminantes atmosféricos más comunes y sus posibles fuentes de origen (basada enKrupa, 1999).Agente contaminante Posibles fuentes de origen antropogénicas

NH3 (Amoniaco) Operaciones industriales y ganaderas

NOx (NO2 y NO) (Oxidos de Nitrógeno) Procesos de combustión a altas temperaras (motoresde combustión, incineradoras, centrales térmicas),refinerías, quema de madera, etc.

SO2 (Dióxido de azufre) Combustibles fósiles, industrias petroleras y de gasnatural, fundición de metales y refinerías, motoresdiesel, etc.

HF (Acido fluorídrico) Industrias del aluminio y esmaltado, industriascerámicas, acerías.

PAN (Nitrato de Perioxiacetilo) Reacciones fotoquímicas en la atmósfera

Ozono Reacciones fotoquímicas en la atmósfera

Metales Pesados (por ejemplo Plomo) Combustión de gasolina y aceite, fundiciones primariasde Zn y Cu, extracción de metales no ferrosos, etc.

Compuestos Volátiles orgánicos (por ejemploBenceno)

Tráfico, quema de desechos, refinerías, estaciones deservicio de combustibles, etc.

Compuestos orgánicos Plaguicidas, solventes, aislantes de transformadores,refrigerantes, propulsores de aerosoles, etc.

CO2 (Dióxido de Carbono) Combustibles fósiles y cambios de usos de la tierra

CO (Monóxido de Carbono) Tráfico, eliminación de desechos sólidos, quemas derastrojos, etc.

Partículas (PM10 y PM2.5) Industria cementera, combustión en general, prácticasagrícolas, etc.

La transferencia de gases y partículas atmosféricas a cualquier tipo de superficie se producemediante el proceso de deposición seca (si no existe la intervención de vehículos como lalluvia o la nieve) o húmeda (en el caso contrario), se habla de deposición oculta cuando elvehículo es la niebla.

Para la mayoría de los gases, la deposición seca se genera a partir del gradiente deconcentración existente en la capa que está en contacto íntimo con la superficie. Parapartículas, este mecanismo opera en paralelo con la sedimentación gravitacional. Este procesoes función del grado de turbulencia atmosférica, de la naturaleza del compuesto y de lasuperficie sobre la que se deposita.

A la hora de analizar los procesos que tienen lugar como consecuencia de la exposición de unser vivo a la presencia de los contaminantes, es conveniente tener en cuenta:


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- La exposición, definida como el tiempo que un determinado organismo va a estarsometido a la concentración de un contaminante en el medio. En función de tiempo yconcentración puede hablarse de exposiciones agudas y crónicas. Las exposiciones agudas,son aquéllas en las que el organismo está sometido a una concentración elevada durante uncorto periodo de tiempo. Las exposiciones crónicas suponen la presencia de bajasconcentraciones de contaminantes durante un extenso periodo de tiempo. Las respuestas queprovocan ambos tipos de exposición son también distintas: en el primer caso suele serfácilmente detectable el daño, que tiene un carácter agudo y puntual; sin embargo en elsegundo entran en juego procesos de enmascaramiento y desequilibrios fisiológicosinducidos.

- La dosis, definida como la concentración de contaminante que se incorpora almetabolismo de un organismo en un lapso de tiempo.

- La respuesta, que no es ni mas ni menos que la reacción del organismo frente alcontaminante considerado como consecuencia de la dosis incorporada.

En la tabla 8.2 se esquematizan las diferentes vías de entrada y contacto que pueden establecerlos contaminantes atmosféricos con la tierra (Ulrich & Parkrath, 1983).

Tabla 8.2: Proceso de entrada y depósito de los contaminantes en el medio

Proceso Respecto al compuestoque se deposita

Respecto a la superficie sobrela que deposita

A. Caída de “partículas” arrastradas por lanieve o lluvia, con un contenido disuelto(soluble) o no disuelto (insoluble) Deposición húmeda

B. Caída de “partículas” distintas a lluvia onieve, por gravedad.

Deposición por caída(precipitación)

(A, B)

C. Impacto de aerosoles, incluyendo nieblasy condensación horizontal (*)

D. Disolución de gases en superficieshúmedas (con las reacciones químicasconsiguientes)

Deposición secaDeposición por intercepción (C,D)

(*) El efecto de nieblas y condensación horizontal puede también considerarse como “deposición oculta”

Finalmente el proceso de desaparición de los contaminantes atmosféricos puede tener lugar enforma de la anteriormente comentada deposición (tanto seca como húmeda) sobre lasuperficie terrestre, o mediante su “reciclaje”, permaneciendo en la atmósfera en forma inerte.Los procesos de deposición suponen el arrastre de los contaminantes y su incorporación almedio, con el consiguiente riesgo de efectos nocivos sobre el mismo.


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8.1.2 Efectos de la Contaminación Atmosférica.

Un contaminante produce una alteración en la biología del organismo. El daño puede llegar ano producirse si los mecanismos de defensa y reacción del ser vivo pueden amortiguar dichaagresión, aunque esto supone siempre un coste energético para el organismo. Este gasto deenergía puede repercutir negativamente en una parte o en todo el sistema, que al enfrentarse aotras agresiones ambientales (presencia de patógenos, cambios estacionales de temperatura,aporte hídrico, nutrientes, etc.), presenta un mayor debilitamiento y fragilidad. El mecanismode desequilibrio puede verse enormemente acelerado si las barreras de defensa del individuono fueran suficientes para compensar la agresión sufrida.

Los efectos descritos de los diferentes contaminantes en los organismos vivos se puedenobservar en todos los niveles de organización desde el nivel molecular hasta el nivel deecosistema (Krupa, 1999).

Es importante destacar que entre la exposición de un ser vivo a un determinado contaminantey la respuesta del mismo, median una serie de factores, que contribuyen a hacer que dichaexposición tenga un efecto más o menos negativo. A modo de ejemplo los factores abióticospueden contribuir a una mayor absorción de contaminante, es decir a que la dosis sea mayor.Así, en el caso de la vegetación una adecuada humedad relativa ambiental puede favorecer laabsorción de los contaminantes gaseosos por estimular la apertura de los estomas (McClenny& Risby, 1986). También las deficiencias nutricionales y otras agresiones ambientales puedencontribuir a agravar la respuesta del organismo frente a la contaminación.

Los factores bióticos, tales como la presencia de plagas también pueden incidir en la respuestadel ser vivo. Y viceversa, la vegetación que ha sido expuesta de una forma crónica acontaminantes atmosféricos es en muchos casos puede ser más proclive a sucumbir antepatógenos de origen biótico, que son en la mayoría de las ocasiones claros oportunistas delmedio. Por ejemplo la presencia en algunos cultivos se han observado interacciones entre elefecto del ozono y la infección de algunos virus (Manning & Tiedmann, 1989; Gimeno et al.1999). La especie a la que pertenece un ser vivo, o su edad son otros factores que influyen enla determinación de los efectos de la contaminación (Gauderian & Becker, 1980).

Como consecuencia de la diferente sensibilidad de los diferentes individuos y/o especies a loscontaminantes atmosféricos estos pueden llegar a desaparecer del ecosistema. Si desaparecenuna serie de individuos de una determinada especie, ocurren dos cambios importantes en elecosistema: la disponibilidad de alimento queda reducida debido a la menor fijación deenergía, y se acusa una disminución de la variabilidad genética de la población. La primeraconsecuencia puede ser compensada a medio plazo ya que si el resto de las condicionesambientales lo permite, la población puede aumentar su tasa de reproducción. La segundaconsecuencia es inevitable y puede suponer la disminución de la resistencia de dichapoblación frente a agresiones posteriores. El problema se agrava si el contaminante implica ladesaparición total de una población de individuos. En este caso, el ecosistema sufre unapérdida en su diversidad y las relaciones internas existentes son modificadas. Comoconsecuencia de ello, el ecosistema puede simplificarse y perder estabilidad. El resultado finalpuede ser un ecosistema diferente, con otra composición de especies más simplificada, y conuna menor resistencia ante nuevas perturbaciones.


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8.1.3 El Estudio Actual.

En este caso nos encontramos con una zona de eminente tradición agrícola y ganadera conrelativamente escasa presencia industrial hasta el momento.

Figura 8.1: comarcas de la Provincia de Badajoz. En marrón oscuro, Tierra de Barros.

La comarca de Tierra de Barros presenta un marcado carácter agrícola, siendo el viñedo uncultivo de gran relevancia. Extremadura es, tras Castilla-La Mancha, la segunda ComunidadAutónoma de España en cuanto a superficie de viñedo, con 89.489 ha en 2005 (10 por 100 dela superficie cultivada regional). Es el tercer cultivo más importante, sólo superado por loscereales y el olivar, e igualado por el grupo de los frutales. El viñedo cultivado enExtremadura representa el 7,8 por 100 de la superficie total nacional de este cultivo. De estasuperficie, el 93,36 por 100 se encuentra en la provincia de Badajoz, más del 50 por 100 en lacomarca de Tierra de Barros y más del 25 por 100 se concentra en tan solo en cuatromunicipios: Almendralejo, Villafranca de los Barros, Santa Marta de los Barros y Fuente delMaestre (Consejería de Agricultura, 2004: Superficies de cultivos herbáceos y leñosos pormunicipios).

Por ello, es comprensible la preocupación que suscita la implantación de nuevo tejidoindustrial que potencialmente conlleve emisiones de sustancias susceptibles de afectar a lavegetación (agricultura y espacios naturales).

8.1.4 Contaminantes Gaseosos Potencialmente Presentes en la Zona de Estudio de Riesgopara la Vegetación.

Evaluar la presencia de agentes contaminantes potencialmente nocivos en las áreas en las queestá prevista la instalación de focos potenciales de nuevas emisiones es una práctica común yde gran utilidad para la realización de posteriores estudios comparativos.


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En el ámbito de los contaminantes gaseosos se puede esperar la presencia tanto decontaminantes primarios como de secundarios. A continuación se realiza una síntesis de losefectos más comunes que pueden tener los contaminantes atmosféricos más relevantes sobrela vegetación; esta información servirá de referencia para detectar los posibles efectos de loscontaminantes en la zona.

Se han incluido el dióxido de azufre y el HF en el caso de contaminantes primarios y el ozonocomo contaminate secundario.

Contaminantes Primarios:Dióxido de Azufre.

Este contaminante puede tener efectos fitotóxicos en la vegetación. El SO2 se emite a laatmósfera a partir de fuentes naturales y antropogénicas. Las fuentes naturales son losvolcanes, fumarolas y la quema de biomasa. Las principales fuentes antropogénicas de SO2proceden del refino y de la combustión de petróleo y carbón que contienen azufre. Lacombustión de combustibles fósiles se estima que contribuye en más de un 80% de lasemisiones totales, siendo especialmente importante la emisión de fuentes no móviles.

La entrada en vigor de nuevas técnicas de control de las emisiones de SO2 en la pasadadécada, en particular en los procesos de mejora, refino y combustión de combustibles fósiles,ha llevado a una reducción notable de las emisiones de SO2 a la atmósfera en Europaoccidental. En esta región, los daños en la vegetación se han visto considerablementereducidos. Sin embargo, en la Europa del Este, donde no se han aplicado de igual manera lasnuevas tecnologías, aún existen zonas extensas con daños por este contaminante.

La directiva europea 1999/30/EC determina como valores límite para este contaminante unamedia tanto anual como invernal de 7,5 ppb para la protección de los ecosistemas.

Factores que Afectan la Respuesta de las Plantas

La capacidad de resistencia al SO2 por parte de las plantas depende de múltiples factores. Poruna parte, depende de factores genéticos, ya que existen notables diferencias no solo entreespecies sino también entre variedades e incluso clones. La edad de la planta y el estado dedesarrollo de los diferentes órganos también determinan la respuesta. Por ejemplo, loscereales son más sensibles en el periodo anterior al desarrollo de la inflorescencia. Enguisante, el periodo más crítico es entre el desarrollo de la flor y el comienzo de lamaduración del fruto. En las coníferas, las hojas más jóvenes son más sensibles que las viejas,una vez ambas están bien desarrolladas. Los árboles caducifolios son relativamente mássensibles cuando son jóvenes, mientras que las coníferas son relativamente más resistentes ensu periodo de crecimiento inicial.

La nutrición es un factor clave en la resistencia de las plantas al SO2. Las plantas condeficiencias nutricionales son más sensibles a este contaminante. El estado nutricional de laplanta esta relacionado con su capacidad de detoxificación frente a este contaminante. Lafertilización, por tanto, puede ser una medida paliativa frente al SO2. Curiosamente, estafertilización debe ser en la forma de nitrato (NO3

-), ya que en la forma de NH4+, por el

contrario, produce efectos adversos en combinación con el SO2.


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Otras condiciones de crecimiento de las plantas, en particular la disponibilidad de agua,también afectan a la absorción de SO2. Unas condiciones de crecimiento con una ciertalimitación de agua favorecen el cierre estomático, reduciendo el intercambio gaseoso con laatmósfera y por tanto también la toma de SO2. Otras factores que puedan afectar a la conductaestomática como la temperatura, humedad atmosférica y viento también influirán en laabsorción de SO2. En general, temperaturas que favorezcan una alta actividad de las plantas yhumedades relativas altas pueden favorecer la absorción de SO2.

Daños por SO2 en las Plantas.

A concentraciones bajas, el SO2 se puede considerar un nutriente. Sin embargo, a dosis altasse convierte en un tóxico. Se puede depositar por vía seca en la cutícula o difundirse alinterior de las hojas por los estomas. En el interior de las hojas, en contacto con el agua, seconvierte rápidamente en HSO3* (bisulfito, un radical libre) o/y SO3- (sulfito), que sontóxicos para las plantas. Destruyen la clorofila, peroxidan los lípidos y dañan los cloroplastos.Si estos daños a los cloroplastos son importantes, la función fotosintética se ve afectadaproduciéndose un descenso en la asimilación de CO2. Finalmente se produce SO4

2-, que seacumula en las vacuolas de las células; algunas plantas son capaces de emitir parte de suexceso en azufre como H2S.

Figura 8.2: daños agudos por SO2 en Asclepios sp (Izquierda) y en una rosácea (derecha). Cortesíade S. Kruppa.

Diferenciaremos entre daños agudos y crónicos. Los daños agudos son producidos porconcentraciones altas de SO2 y producen la muerte celular en todo o en parte de la planta. Losdaños crónicos son aquellos producidos por concentraciones más bajas del contaminante,causando un efecto adverso pero no la muerte celular; a la larga, sin embargo los dañoscrónicos pueden producir también la muerte celular y ser externamente visibles. En plantas dehojas anchas (plantas dicotiledonias), los síntomas agudos son una necrosis internervial que seestablece normalmente en los márgenes de las hojas, con una coloración marfil en muchasespecies y en otras marrón, rojo o negro. En hojas estrechas, como las de las


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monocotiledoneas, los síntomas son manchas necróticas de color marfil o amarilloblanquecino, afectando principalmente a los ápices y márgenes de las hojas. En coníferas, losdaños agudos una necrosis de las acículas, que afecta principalmente a las hojas más jóvenes;sin embargo, las hojas jóvenes durante el desarrollo son menos sensibles a los impactos delSO2 . Los daños crónicos típicos de este contaminante son una clorosis.

Una forma de detectar que los daños observados son por SO2 es analizar el contenido enazufre de las hojas, ya que este contaminante se acumula.

Contaminantes Primarios: Ácido Fluorhídrico.

Para la protección de los organismos vegetales frente al Fluoruro de Hidrógeno (HF) se hanrecomendado diferentes estándares de calidad del aire. Por ejemplo la OMS recomendó queen exposiciones largas no se deben superar los 0.2 µg m³.

Muchos de los estándares están basados en los trabajos de McCune (1969 a,b)., que recopilótoda la información disponible sobre daños visibles observados y exposición al HFexpresando la dosis en términos de concentración en el aire (µg/m³ ó ppb) y la duración de laexposición en días. Sus trabajos indicaron que había un umbral a partir del cual había una altaprobabilidad de daño.

Figura 8.3: concertación y exposición para la que aparecen síntomas visibles en algunas especies ogrupos de especies vegetales.. Atención a la escala logarítmica del eje vertical. Versión simplificadade los resultados de McCune (1969 a,b). B) Versión simplificada derivada por Davison y Weinstein(1999, webpage).

El estándar general puede derivarse de la figura 8.3, como aparece en las gráfica anteriores,construyendo una curva envolvente con la parte inferior de todas la curvas. Ello nos lleva aconsiderar que, por ejemplo, el valor promedio de 1 µg/m³ se puede superar un día pero si sesupera 10 días ya está por encima del umbral de daños. Asímismo, valores superiores sólo sonseguros si la exposición es menor. Se trata por tanto no de un umbral único de concentración,es más bien una curva en función del tiempo de exposición. De la figura de la derecha sederiva un máximo de 0,3 µg/m³ a largo plazo (es decir la tendencia asintótica de la curva en el


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eje horizontal), lo que es ligeramente superior a la recomendación de la OMS; observacionesrecientes por Davison sugieren que el valor de la OMS es correcto.

Síntomas Visibles Causados por HF

El HF induce síntomas que han sido descritos en multitud de revisiones (Weinstein andMcCune 1970; Weinstein and McCune, 1971; Thomas and Alther 1966; Brandt and Heck1977; Treshow and Pack 1970; Guderian et al. 1969; Hindawi 1970; Thomas 1961). La másreciente en lo que respecta a daños visibles es la de Weinstein, Davison & Arndt, 1998(Recognition of Air Pollution Injury to Vegetation, Ed. Richard B Flagler). En castellano laúnica información aparece en Muñoz et al. (2003, Sanidad Forestal: Guía de imágenes deplagas, enfermedades y oros agentes presentes en los bosques. MundiPrensa). A finales del2003 ha aparecido un buen sumario general que incluye no sólo los daños visibles (Fluoridesin the Environment: Effects on Plants and Animals, L H Weinstein, & A Davison, CAB Pub.ISBN: 0851996833).

El HF entra en las hojas a través de los estomas para después disolverse en el agua intercelulary finalmente, por permeación, pasa al interior de la célula. El flujo natural del agua dentro dela hoja es hacia los lugares de mayor evaporación, como son los márgenes y ápices de lamisma. El F- transportado por el agua se concentra en estas áreas de máxima evaporación, yes allí donde aparecen los primero síntomas visibles. Es este mecanismo de concentración elque hace tan tóxico al F-; de hecho, en el resto de la hoja, si la concentración es baja lascélulas pueden funcionar más o menos normalmente en términos de asimilación (aunque enmuchos casos la lesión progresa y puede afecta a casi toda la hoja dado que la acumulación esprogresiva si el elemento sigue presente en el ambiente). Las hojas más sensibles son lasjóvenes o que se están expandiendo, por tanto los brotes y partes nuevas de la planta son losque se ven más afectados. Las hojas adultas o viejas son menos sensibles.

Naturaleza de los los Síntomas.

(Todos los síntomas que se muestran marcados como CV han sido fotografiados en la C.Valenciana, entre 1995 y el 2002)

La exposición a concentraciones elevadas puede causar necrosis de parte o de toda la hoja (esdecir, partes muertas que aparecen de un color atabacado). La aparición y la velocidad dedesarrollo de los síntomas también depende de las condiciones climáticas y las especies. Esimportante destacar que puede aparecer una retraso considerable entre la exposición y laaparición de los síntomas.

En la mayoría de las monocotiledóneas (incluyendo las liliacéas), el primer síntoma es unaclorosis (amarilleamiento) que comienza en la parte apical y en los márgenes de las hojas (porejemplo, en la caña-Arundo donax).

En algunas especies el color de las necrosis es marrón claro o incluso blanquecino (porejemplo la caña o las liliaceas en general), mientras que en otras es marrón más oscuro eincluso puede volverse casi negro (por ejemplo, el chopo o el algarrobo-Ceratonia siliqua).Es muy característica la necrosis muy delimitada (ver ejemplo de la vid- Vitis vinifera, figura8.4) y la aparición de un borde más oscura o casi negro en la líneas de contacto entre el tejido


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sano y el necrótico (como se observa en algarrobo-Ceratonia siliqua). La aparición de zonasprogresivas delimitadas o bandas en la zona necrótica es indicador de las sucesivasexposiciones (o episodios). Las partes afectadas de la hoja pueden desprenderse, lo que enocasiones da a las hojas un aspecto recortado y con extrañas formas.

La sensibilidad puede ser muy variable entre especies, incluso dentro del mismo género. Así,las especies de pino varían enormemente en su sensibilidad; por ejemplo, el pino Ponderosaes muy sensible. El desarrollo de los síntomas en coníferas comienza por un amarilleamientode las acículas más jóvenes que se inicia en la parte apical y progresa hacia la base de laacícula. Este amarilleamiento puede evolucionar a necrosis marrones rojizas, que en ocasionespueden presentar bandas con bordes claramente delimitados (si se han expuesto a variosepisódios intermitentes). Acículas del mismo braquiblasto (mismo par) suelen presentar elmismo daño.

Vid: Necrosis marrón rojizas marginales (CV) Vid: Necrosis marrón rojizas marginales, másavanzadas (CV)

Figura 8.4: síntomas de HF en vid: Villar del Arzobispo 2003 (en las inmediaciones de una fábrica desanitarios, Foto MJ Sanz).


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Aunque en la bibliografia los daños por HF se describen como una necrosis delimitada enbandas, con lesiones de marrón claro a marrón rojizo (incluso parcialmente negras); éstascomienzan con una clorosis en casi todos los casos. La clorosis comienza en los márgenes delas hojas y progresa hacia el nervio. Cuando las se producen concentraciones elevadas enexposiciones cortas aparece una necrosis sin clorosis, mientras que, a concentraciones bajas yperiodos más largos de exposición, puede ocurrir lo contrario.

Otro fenómeno que puede observarse es la malformación de las hojas, debido al menorcrecimiento de las células marginales de las hojas, donde la concentración de F es mayor,respecto a las del centro de la hoja, que crecen con normalidad. Las hojas pueden retorcerse opresentar un aspecto cóncavo.

Otros efectos

Se sabe poco sobre el efecto del HF en los frutos, pero se conocen dos ejemplos típicos: en lafresa provoca malformaciones y en el melocotón parece que se produce una maduración másvanzada del fruto de unas zonas respecto a otras (induciendo podredumbres y manchas)(Benson 1959; MacLean et al. 1984).

Los efectos sobre las hojas pueden ser tan pronunciados que pueden afectar al normalcrecimiento de la planta, además de suponer un perjuicio si afectan directamente a las partescomerciales de las plantas.

Confirmación de los Síntomas.

Para confirmar que los síntomas son debidos a la acumulación de F en los tejidos, basta conanalizar áreas de más dístales o marginales a más centrales de la hoja. Si se detectanconcentraciones crecientes de F, se puede afirmar que éste es el causante. Aunque, como se havisto, los síntomas son bastante característicos.

Contaminantes Secundarios: Ozono.

El ozono es un contaminante secundario que se puede formar de forma natural o debido a lasactividades del hombre. De forma natural se forma durante las tormentas a partir del oxígeno.Sin embargo, la principal fuente de ozono en la troposfera es su producción a través dediversas reacciones fotoquímicas (requieren luz solar para llevarse a cabo), a partirprincipalmente de los óxidos de nitrógeno y de hidrocarburos volátiles. Estas emisionespueden proceder tanto del tráfico como de fuentes puntuales como la industria.

Las condiciones climáticas que conllevan el estancamiento de las masas de aire, junto conelevadas temperaturas y fuerte radiación solar, favorecen la formación de ozono a partir de losmencionados contaminantes primarios.

Dentro del Convenio de Transporte Transfroterizo de Contaminantes, promovido por la UN-ECE, se ha recopilado documentación, a la vez que se han impulsado una serie de inicitivaspara caracterizar el efecto del ozono en cultivos. Estos esfuerzos han sido liderados por elICP-crops (Füher et al. 1994, Karelampi & Sharby 1996) y como resultado se han propuestounos niveles críticos que, teniendo en cuenta los conocimientos actuales, protegerían a las


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especies más sensibles. Estos niveles o cargas críticas utilizan un índice o umbral másrelacionado con la dosis que recibe la planta, el AOT40. Este índice se calcula utilizando lospromedios horarios de las horas con una radiación > 50 W/m2, a los que se les restan 40 ppb;estos valores se suman para un periodo de tiempo dado (días o meses).

Tabla 8.3: umbrales de protección (cargas críticas) recomendados por la Organización Mundial de laSalud para la protección de la vegetación.

Umbrales: Valor Parámetro y Periodo

Protección a cultivos, y vegetación

semi-natural (herbáceas etc..)

3.000 ppb.h AOT40 para los meses de

Mayo a Julio, durante las

horas de luz (radiación > 50

W/m2)

Protección a los bosques 10.000 ppb.h AOT40 para los meses de

Abril a Septiembre durante

las horas de luz (radiación >

50 W/m2)

Umbral para la prevención de

daños visibles en hojas, en

condiciones de humedad baja

700 ppb.h 5 días consecutivos, durante


50 W/m2)

Umbral para la prevención de

daños visibles en hojas, en

condiciones de humedad alta

500 ppb.h 5 días consecutivos, durante


50 W/m2)

Factores que afectan la respuesta de las plantas al Ozono.

El ozono produce diferentes tipos de efectos en la plantas, desde daños en las hojas areducciones en el crecimiento. Las reducciones en el crecimiento pueden producirse inclusoen ausencia de daños visibles. Como en el caso del SO2, existe una gran variabilidad en lasensibilidad frente a este contaminante, no solo entre las diferentes especies, sino entre loscultivares, variedades y plantas individuales. El estado de desarrollo de las plantas tambiénafecta a la sensibilidad. Las plantas jóvenes son en general más sensibles. Especies concrecimientos rápidos (como por ejemplo los cultivos), con un elevado intercambio gaseosocon la atmósfera, y plantas de hoja ancha, tienden a ser más sensibles.


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Efectos del Ozono.

El ozono tiene efectos muy diversos sobre los organismos vivos, que abarcan desde los dañoscelulares hasta efectos en el crecimiento si la dosis es lo suficientemente altas como parasobrepasar la capacidad de reparación de la planta.

Efectos metabólicos: Un efecto del ozono a nivel metabólico es la producción deetileno. Este efecto es inducido también por otros factores, como son el ataque depatógenos o los daños mecánicos, ya que la producción de este compuesto representauna repuesta de defensa de las plantas (Langebartels et al. 1997). Asímismo, se haobservado que muchos contaminantes, entre ellos el ozono, pueden inducir cambios enlos patrones proteicos de muchas especies, como es el caso en Picea abies (Karelampi etal. 1994). La alteración de la expresión de determinadas proteínas puede ser una formade adaptación de los individuos al estrés producido por el ozono (McCool et al. 1988).

Otro de los aspectos más estudiados en los mecanismos de respuesta al ozono es elaumento de la producción de antioxidantes (por ejemplo superóxido dismutasa yascorbato) por parte de las plantas para prevenir o contrarrestar la inducción de radicaleslibres o regenerar los grupos oxidados en los componentes de la membrana.

Cambios ultraestructurales: El desarrollo de daños visibles es el resultado de cambiosbioquímicos y fisiológicos. Los primeros cambios estructurales suelen aparecer en loscloroplastos, no en el plasmalema (Thomson et al., 1966). Generalmente, estos daños semanifiestan como un aumento de la granulosidad en el estroma del cloroplasto. Además,también se ha observado en algunos casos una disminución en el tamaño de loscloroplastos y la desintegración o desorganización de los tilacoides en su interior, asícomo una disminución del número de ribosomas (Toyama, 1976). Dado que la mayorparte de los procesos fotosintéticos ocurren en el cloroplasto es esperable que estosdaños se traduzcan en efectos sobre la fotosíntesis.

Figura 8.5: efectos del ozono en a nivel estrucutural en hojas. Visión general de un corte de hojadañada donde se observa el parénquima en empalizada no dañado (A) y dañado (B), mientras que laepidermis y el parénquima lagunas no presentan cambios. (Cortesía de C. Jordá).

El resto de orgánulos celulares y el plasmalema pueden sufrir algún cambio pero conbastante posterioridad a los cambios descritos para los cloroplastos. Los cambiosutltraestructurales inducidos por concnetraciones no muy elevadas y exposiciones cortasse ha observado que pueden ser reversibles (Athanassious 1980). Concentracioneselevadas de ozono inducen una desorganización celular con concentraciones del


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contenido celular en alguna parte de la célula y finalmente la muerte celular. Esinteresante destacar que en el caso de daños por ozono, son las células del parénquimaen empalizada las que presentan alteraciones en primer lugar. Estas alteraciones setraducen en una acumulación de pigmentos (antocianinos y polifenoles) en las célulasdel parénquima en empalizada dañadas (Howell 1974). La epidermis que se encuentrasobre las células del parénquima dañadas suele presentarse intacta (figura 8.5).

Efectos físiológicos / Intercambio gaseoso. El ozono en concentraciones muy elevadasdestruye las clorofilas y por tanto hay una disminución de las tasas fotosínteticas(Runeckles & Resh, 1975). El efecto de concentraciones bajas durante prolongadosperiodos de tiempo no es muy claro, se han observado desde disminuciones hastaincrementos de las tasas fotosintéticas (Saxe 1991). La mayoría de los estudios sugierenque la fotosíntesis puede verse mermada sin que se produzca una alteración(disminución) de la conductancia estomática, esta merma se debe a una reducción de lacapacidad para fijar el CO2 debido a una disminución de la cantidad de RUBISCOdisponible. En otros casos, generalmente con exposiciones más elevadas se observa unaalteración en las células guarda de los estomas con la consecuente reducción de laconductancia estomática.

Crecimiento, almacenamiento de carbohidratos y traslocación: Como ya se hamencionado anteriormente si la conductancia estomatica se ve afectada, la habilidad deasimilar eficientemente el CO2 queda limitada y como consecuencia los niveles deazucares en la planta se ven reducidos (ambos, azucares solubles y almidón). Estareducción puede ser debida a la inhibición en la síntesis o a la alteración de los procesosde traslocación de estos compuestos. Otro de los efectos que se atribuyen con frecuenciaal ozono es la senescencia prematura de las hojas más viejas. Todos estos procesospueden desencadenar como resultado final la disminución del crecimiento.

Reproducción: Algunos estudios indican que el ozono puede afecta a los procesosreproductivos en las plantas, desde la capacidad de germinación del polen (Harrison &Feder, 1974), hasta el número de frutos (Oshima et al. 1979) y la viabilidad y el númerode semillas (Heagle et al. 1979).

En resumen, el ozono puede causar una gran variedad de efectos en los organismos vegetalesque al final pueden incluso desembocar en alteraciones de las relaciones de competencia ycomposición de los ecosistemas vegetales, entre los que se encuentran los bosques.

Algunos Ejemplos de los Efectos del Ozono Característicos en la Cuenca Mediterránea.

El ozono troposférico por encima de determinadas concentraciones produce efectos perjudicialesen los seres vivos. Las plantas, bien sean agrosistemas o ecosistemas naturales (p.e. bosques), seven afectas por este efecto perjudicial. La sensibilidad de las diferentes especies puede ser muydiferente.

Efecto del Ozono en los Agrosistemas

Algunos de los primeros estudios sobre los efectos del ozono en cultivos, utilizandobioindicadores como la variedad de tabaco Bel-W3, se llevaron a cabo en los años 70 en Israel


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(Naveh & al. 1978). Posteriormente, es a partir de los años 80 cuando comienzan a publicarseotros trabajos sobre los efectos de los fotooxidantes en la Cuenca Mediterránea.

Figura 8.6: daños visibles típicos causados por el ozono en hojas de la planta del Tabaco.

Existe información y cierto número de estudios en Italia, país que ha desarrollado ciertainvestigación más o menos continua desde mediados de los años 80 en el campo de losefectos producidos por fotooxidantes en cultivos. La primera referencia de la existencia deeste tipo de daños en Italia es de 1984 (Lorenzini & al, 1984), que parece coincidir con elinicio de la problemática en nuestro pais a principio de los años 80. Los estudios másintensivos se han llevado a cabo en el valle del Po y Tuscany (Lorenzini & Panattoni, 1986a,1986b, Lorenzini & al, 1988, Mignanego & al., 1992, Schenone & Mignanego, 1988) dondese ha establecido una buena correlacion entre los daños aparecidos en los cultivos y lasconcentraciones reales detectadas. Existen asimismo trabajos puntuales en el área de Roma yBoloña (citados en Lorenzini, 1993b). Frecuentemente, en las series de datos de ozono deáreas rurales de estos estudios, se constata que se sobrepasan los estándares de fitotoxicidad(40-50 ppb para exposiciones de 4 hr). Por ello, no es de extrañar la aparición de daños en loscultivos, aunque hay una gran variabilidad. Algunos aspectos de los datos obtenidos por estosequipos italianos merecen destacarse: en primer lugar, que los efectos producidos por elozono son más agudos en áreas rurales que en áreas urbanas o sus áreas de influencia, y ensegundo lugar que la respuesta de los mismos cultivos es diferente en diferentes condicionesclimáticas.

También se han encontrado evidencias de daños producidos por ozono plantas de tabaco enGrecia, coincidiendo con la presencia de elevadas concentraciones de este contaminantedeterminadas con sensores fisicoquímicos en verano (Velissariou & al. 1992). Utilizandometodologías análogas, este tipo de daños se han detectado en la zona de los Vosgos en Francia(Garrec & Rose, 1988).

Todas estas evidencias confirman que los fotooxidantes, y especialmente el ozono, son unproblema que afecta a toda la cuenca del Mediterráneo. La aparición de esta problemáticacoincide, a finales de la década de los 70, con la instalación de grandes complejos industriales enla costa mediterránea. Además, algunos de los problemas observados en la agricultura


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mediterránea se han podido relacionar directamente con las elevadas concentraciones de estecontaminante, y existe la fuerte sospecha de que algunos problemas fitosanitarios que se haacentuado últimamente puede estar relacionados también con esta problemática.

Efectos debidos a la presencia de ozono se han detectado también en cultivos en el campo deexperimentación de la granja MIGJORN en 1991-92, este es el caso de la judía (var Lit. y varWin) (Bermejo & al. 1992) y la sandía.

En seguimientos realizados por técnicos de la Comunidad Valenciana, se han observado tambiéndaños visibles que pueden ser debidos al ozono en otros cultivos mediterráneos como en patatas,vid, cacahuetes, judías, soja, tomates y variedades de tabaco comercial.

El Ozono y la Vegetación Natural.

La existencia de daños producidos por diferentes contaminantes atmosféricos (p.e. dióxido deazufre y fotooxidantes) se han manifestado en masas forestales en multitud de casos, y enalgunas ocasiones pueden incluso reconocerse por la existencia de daños visibles fácilmentediferenciables (Jacobson, 1970; Skelly, 1987; Gimeno & al. 1992) para cada uno de loscontaminates. Para llegar a establecer la existencia de relaciones de causa-efecto con total certezadeben reproducirse los daños observados en campo. Es decir, exponiendo las especies forestalesautóctonas o susceptibles de ser utilizadas en las repoblaciones a las dosis documentadas en lasáreas problema de los contaminantes identificados como potencialmente peligrosos.

Las experiencias encaminadas a establecer relaciones causa-efecto entre los fotooxidantes y lasespecies forestales son ya bastantes; aunque en general las especies utilizadas no son de interésforestal o ecológico en el área mediterránea, salvo algunas excepciones como el pino carrasco(Gimeno & al, 1992; Vellisariou & al. 1992; Inclán & al. 1993), en el que se ha descrito unasintomatología tópica causada por el ozono.

Durante los últimos 25 años, la Cuenca Mediterránea ha experimentado un aumentoimportante de las actividades industriales. Una de las consecuencias de este proceso, al quehay que sumar el aumento del tráfico rodado, es el que los fotooxidantes se han convertido enlos contaminantes más importantes en ciertas zonas de esta Cuenca (Butkovic et al. 1990;Millán et al. 1992), donde las particularidades de la dinámica de las masas de aire favorece suformación (Millán et al. 1997). De hecho, las concentraciones de ozono se hayan incrementadohasta alcanzar niveles fitotóxicos para determinadas especies vegetales. De todos loscontaminantes atmosféricos, el ozono se considera hoy en día uno de los más importantes, nosólo en la Cuenca Mediterránea, sino en toda Europa.

En las dos ultimas décadas, se han multiplicado los informes de daños visibles observados enel campo producidos por este contaminante en la Cuenca Mediterránea (Naveh et al. 1980;Velissariou et al. 1992; Gimeno et al. 1992; Garrec 1994; Velissariou et al. 1996; Sanz &Calatayud 1997; Sanz & Millán 1998). Aun así, todavía se observa una discrepancia entre losvalores que los modelos muestran para determinadas zonas de Europa (especialmente en el Sur),algunas de las concentraciones observadas (EMEP 1995, 1998) y la observación de daños en elcampo.

Las excedencias que se han observado de las cargas críticas recomendadas por la OMS (Furher,1994) para la protección de cultivos y bosques se superan en la mayoría de los países europeos(EMEP, 1995); estas excedencias son ya reproducidas por el modelo EMEP y otros modelos,


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que muestran incluso mejor la anomalía mediterránea (Bastrup-Birk et al. 1997). Todo lomencionado anteriormente indica que se puede esperar que los daños por ozono en lavegetación pueden estar ampliamente distribuidos por toda Europa y especialmente en laCuenca Mediterránea. Desde los años 80, en el marco del Programa Internacional deCooperación para la evaluación y el seguimiento de los efectos de la contaminaciónatmosférica en los bosques, se viene realizando una evaluación de la defoliación de las copasde los árboles, en una Red europea de seguimiento de daños (Nivel I). Existe además una redintensiva (Nivel II), donde se consideran más parametros. Los resultados indican que se vieneproduciendo un incremento de la defoliación aunque, dado que este parámetro no esespecífico de la contaminación atmosférica, sólo permite detectar aquellas áreas conproblemas que pueden ser de índole diversa.

R2 = 0.36

R2 = 0.38

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60

Chlorotic mottle (%)

Tran

spar

ency

(%)

19941995

Figura 8.7: relación encontrada entre la trasparencia de las copas y el moteado clorótico producidopor el ozono en el pino carrasco en el Este de la Península Ibérica (Fuente: Sanz, Calatayud & Calvo,2000).

Hasta el momento, muchos de los estudios realizados sobre los efectos del ozono se hanrealizado en condiciones controladas con plántulas, siendo pocos los estudios que han tratado


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la aparición de síntomas en el campo y su relación con las concentraciones observadas. Laidentificación de los daños visibles producidos por ozono ha sido utilizada como unaherramienta muy útil en determinadas zonas para detectar la presencia de este contaminante ysus efectos perjudiciales (Miller 1973; Miller and Millecan 1971; Miller and Parmeter 1967,Liebold 1988; Prinz et al. 1982; Davis and Skelly 1992; Simini et al. 1992). Recientemente,se han venido observando daños visibles producidos por el ozono en el pino carrasco (Pinushalepensis Mill.) en diversas partes de la Cuenca Mediterránea (Velissariou et al. 1992;Gimeno et al. 1992; Garrec 1994; Davison et al. 1995; Gimeno et al. 1995a, 1995b; Sanz andMillán 1998), por lo que esta especie se ha considerado como buena bioindicadora de lapresencia de ozono e incluso se han descrito métodos para la evaluación de los dañosobservados (Sanz et al. 2000).

Tabla 8.4: lista de especies en las que se han observado daños en campo que podrían ser debidos alozono, entre 1995 y 2000. (*) confirmadas con OTCs en Valencia (CEAM), (**) confirmadas confitotrones en Pensilvania (Penn State University/CEAM) y (b) confirmadas comparando condocumentación gráfica publicada.

Árboles Arbustos Herbáceas

Acer camperstre L.* Anthyllis cytisoides L.* Abutilon theophrasti Medik.Ailanthus altissima (Mill.)Sw. **

Arbutus unedo L. * Agrimonia eupatoria L.

Alnus glutinosa (L.) Gaert. b Cistus salvifolius L.* Calystegia sepium (L.) R. Br.Cornus sanguinea L.* Colutea arborescens L.** Campanula sp.Corylus avellana L. Cytisus patens L.* Clematis flammula L.Crataegus monogyna Jacq. Lonicera etrusca G. Sant. Clematis vitalba L.Fagus sylvatica L. b Lonicera implexa Ait.* Colutea arborescens L. **Fraxinus angustifolia Vahl. * Lonicera xylosteum L. * Chenopodium album L.Fraxinus excelsior L. b Myrtus communis L.* Dittrichia viscosa (L.) GreuterFraxinus ornus L. Pistacia lentiscus L.* Epilobium angustifolium (L.) Holub.**Juglans regia L. Pistacia terebinthus L.* Epilobium collinum Gmelin*Morus nigra L. b Prunus spinosa L. Ipomea sagittata PoiretPinus halepensis Mill. b Ricinus communis L. Oenothera rosea L.’Hér. ex Aiton**Pinus pinea L. Rhamnus alaternus L. * Parthenocissus quinquefolia (L.) Planch. bPopulus alba L. Ricinus communis L.*, ** Plantago lanceolata L.Populus nigra L. * Rosa cf. canina L. Potentilla sp.Prunus dulcis D.A. Webb** Rubia peregrina L.* Ranunculus aff. repens L.Robinia pseudoacacia L. b Rubus ulmifolius Schott Rubia peregrina L.Salix aff. Triandra L. Sambucus ebolus L. Rumex pulcher L.**Ulmus minor Mill. * Sambucus nigra L. Solanun linnaeanum Hepper et Haeger

Syringa vulgaris L. Verbascum sinuatum L.**Viburnum tinus L. Vinca difformis Pourr.*

Los daños visibles pueden ser una herramienta muy útil para detectar las especiespotencialmente sensibles al ozono en Europa, aportando información sobre las zonas en queeste contaminante alcanza niveles fitotóxicos para una o varias especies. En Pinus halepensis,los daños por ozono son un moteado clorótico que se ha reproducido experimentalmentefumigando con ozono (Maninen coms. Pers.). Además de en España (Sanz et al., 2000), estosdaños se han observado en otros países circunmediterráneos como Grecia (Velissariou et al.,


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1992) y Francia (Sanz & Calatayud, no publicado), lo que indica que se encuentranampliamente distribuidos, lo que confirma el carácter regional del ozono y sus efectos.Estudios más detallados han demostrado que existe una buena correlación entre la apariciónde los síntomas en pino carrasco y la dinámica del ozono en la vertiente Este de la PenínsulaIbérica (Sanz et al. 2000). Curiosamente, se había observado que en diversas áreas dondeexistía moteado clorótico se presentaba también el hongo defoliador Thyriopsis halepensis. Sepensó por ello que este hongo podría estar relacionado con la aparición del moteado. Sinembargo, investigaciones detalladas sobre el hongo y su fenología respecto a la aparición delmoteado clorótico característico del ozono (Calatayud et al. 2000) permiten descartar que T.halepensis sea el agente causante de dicho moteado.

Respecto a los daños observados en las otras especies, como resultado de diversos estudiosque actualmente se están llevando a cabo por parte de la DGCN y el CEAM, se adjunta unalista de especies en las que se encontraron daños semejantes a los producidos por el ozono enel campo durante los años 1995 a 1998 (tabla 8.4). En la misma tabla aparecen reflejadasaquellas especies en las que los síntomas se han confirmado bibliográficamente (Jacobson &Hill 1970, Skelly et al. 199-, Flager et al. 1999) o en condiciones controladas (Skelly et al.1999, Sanz datos no publicados).

8.1.5 La Vid y el Olivo.

Efectos de Dióxido de Azufre en Vid

Existen pocos estudios sobre los efectos del SO2 en vid. Weinstein (1984) indican que enVitis lambruscana cv. 'Fredonia', las hojas jóvenes expuestas al SO2 desarrollan lesionespardo grisáceas en el margen, extremo o áreas intercostales. En las hojas viejas, los daños sepresentan como lesiones de color verde grisáceo a pardo grisáceo. Las venas permanecíanverdes. Las hojas afectadas a menudo se caían, siendo las hojas de edad intermedia las mássensibles.

Efectos de Ozono en la Vid y Olivo.

La vid es una planta sensible al ozono. Precisamente la primera evidencia de que el ozonoproducía daños foliares en plantas en el campo se dio precisamente en vides de California(Richards et al., 1958). Posteriormente, se han señalado daños por este contaminante tambiénen Europa (p. ej. Lorenzini et al., 1984). Los síntomas de ozono en esta planta son manchasnecróticas en las zonas internerviales del haz de las hojas más viejas. Estos síntomas pueden iracompañados de amarilleamiento de las hojas y su senescencia prematura.

En condiciones controladas, usando cámaras de techo descubierto (OTC), se han realizadodiversos experimentos con la finalidad de caracterizar los efectos de este contaminante en lavid, utilizando concentraciones más elevadas. Soja et al. (1997) fumigaron la variedadWelschriesling y encontraron que la fumigación aceleraba la senescencia de las hojas y que endiversos años consecutivos aumentaba la susceptibilidad de las plantas progresivamente, loque llamaron "efecto memoria". Tras dos años, observaron que el ozono producía unadisminución del contenido en carbohidratos de los racimos (Soja et al., 1998). Con 4 años de


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fumigación comprobaron que la calidad del fruto fue más sensible al ozono que laproducción. La producción se ve afectada por las concentraciones de los dos años anteriores ala cosecha y el contenido en azúcar del zumo se ve afectada principalmente por lasconcentraciones de ozono del año en curso y el anterior (Soja et al., 2004).

Figura 8.8: daños por ozono en vid, observados en Suiza en el año 2002 (Foto MJ Sanz).

Por lo que respecta a los efectos del ozono sobre el olivo, Minnocci et al. (1999) estudiarondos varieades italianas de olivo, Frantoio y Moraiolo, exponiéndolas a concentracioneselevadas de ozono (100 ppb 5 horas al día y 120 días de fumigación). Como principalresultado, observaron una reducción en la actividad fotosintética especialmente en la variedadFrantoio, y un declive en la conductancia estomática. Con todo, el olivo parece ser una plantamucho menos sensible al ozono que la vid.

8.2. Objetivos

En el presente informe, se presentan los resultados de dos estudios. Por una parte, secaracteriza el contendio en meteles pesados en el suelo de la zona donde está prevista lainstalción del complejo refinero, con la finalidad de conocer el contenido en metales pesadosen la actualidad, lo que servirá de referencia para un futuro seguimiento. En los puntos demuestreo para los metales pesados se han observado los cultivos con el fin de detectarposibles daños por ozono y otros contaminantes. Por otra parte, se caracterizan los efectosfisiológicos de concentraciones elevadas de ozono sobre las dos variedades de vidpredominantes en la zona de Tierra de Barros en condiciones controladas, con la finalidad decaracterizar las posibles alteraciones producidas y la sensibilidad relativa de las dosvariedades. Los resultados del experimento de fumigación con ozono han de considerarprelimininares ya que harían falta más años para obtener resultados más concluyentes.


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8.3. Contenido en Metales Pesados en Suelos de Tierra de Barros: Establecimiento deuna Línea Base.8.3.1 Introducción.

Los metales pesados son por definición los elementos químicos con una densidad igual osuperior a 5 cuando están en su forma elemental o cuyo número atómico es superior a 20,excluyendo a los metales alcalinos y alcalinotérreos. Distinguiremos entre los metales pesadosque presentan alguna función biológica conocida y los considerados oligoelementos omicronutrientes. Los primeros (Cd, Hg, Pb, Cu, Ni, Zn, Sb y Bi) son altamente tóxicos yproducen disfunciones en los seres vivos. Los segundos (As, B, Cr, Cu, Mo, Mn, Ni, Se y Zn)son necesarios, en pequeñas cantidades, para animales y plantas, pero superando un ciertoumbral se vuelven tóxicos. Todos estos metales pesados se encuentran en los suelos enconcentraciones que pueden ser muy diferentes, dependiendo del material original. Porejemplo, la concentración de Ni y el Cr puede ser notablemente más alta (más de 100 y 20veces respectivamente) en un basalto (roca básica) con respecto al contenido en un granito(roca ácida). El contenido total de metales pesados en los horizontes superficiales del suelopuede servir como indicador de su toxicidad potencial (ANDREADE, 1996), puesto que se hacomprobado la existencia de correlaciones entre la concentración de metales pesados y losniveles de su contenido en las plantas (ROSS, 1994). En general, su concentración en lostejidos vivos es muy baja.

El presente estudio tiene como objetivo principal el conocimiento de los niveles basales demetales pesados en la zona donde está planificada la instalación del complejo refinero. Noscentraremos únicamente en aquellos metales relacionados con actividades industriales quepueden representar un riesgo para las plantas, animales o el hombre: Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb yZn (JONES and JARVIS, 1981). Se ha tenido en cuenta su contenido y no así subiodisponibilidad, para lo que se requerirían otros análisis complementarios. Mediante larepetición temporal de estos análisis se podrá evaluar el aporte de la contaminación dediferentes orígenes.

Entre los diversos factores que condicionan la movilidad y disponibilidad de los metalespesados en el suelo, el pH es un factor fundamental ya que la mayor parte de los metales(excepto el cromo) tienden a estar disponibles con pH ácidos. Otros factores importantes sonel contenido en arcilla de los suelos, que puede retener los metales pesados. La materiaorgánica puede formar complejos con metales, como quelatos. Los carbonatos tienentendencia a absorber elementos como el Cd, y elevan el pH. En el presente informe, ademásde las concentraciones de metales pesados en el suelo, por las razones apuntadas, se hantenido en cuenta las siguientes propiedades de este suelo: su pH, humedad, contenido enmateria orgánica, y análisis granulométrico (incluyendo el contenido en arcilla).

8.3.2 Metodología

Establecimiento de las Localizaciones de Muestreo

Con la finalidad de conocer los niveles de diferentes elementos presentes en el suelo y en lashojas de los dos principales cultivos de la zona, la vid y el olivo, en junio de 2006 seestableció una red de puntos de muestreo incluída en un retículo de 20 por 25 km, en la zonadonde está prevista la instalación de la refinería (figura 8.9).


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Tabla 8.5: coordenadas de los puntos donde se han tomado muestras.PUNTO X

(UTM 29S)Y

(UTM 29S)LAT (N) LONG (W) Suelo Vid Olivo

1 0730383 4264660 38º30.032' 6º21.487' x x x2 0728931 4256197 38º25.482' 6º22.652' x x x3 0722260 4264723 38º30.190' 6º27.070' x x x4 0726677 4267608 38º31.681' 6º23.978' x x x5 0720849 4273348 38º34.870' 6º27.876' x x x6 0722675 4279681 38º38.263' 6º26.497' x x x7 0726520 4276779 38º36.638' 6º23.907' x x x8 0729409 4272783 38º34.434' 6º21.996' x x x9 0723660 4267847 38º31.857' 6º26.087' x x x

10 0731623 4273539 38º34.809' 6º20.457' x x x11 0731921 4276827 38º36.580' 6º20.188' x x x12 0736372 4276397 38º36.277' 6º17.132' x x x13 0739260 4273597 38º34.720' 6º15.200' x x x14 0738485 4266435 30º30.864' 6º15.881' x x x15 0736003 4263886 30º29.526' 6º17.640' x x x16 0733280 4257778 30º26.267' 6º19.633' x x x17 0735055 4255945 38º25.250' 6º18.450' x x x18 0726064 4261073 38º28.160' 6º24.526' x x x19 0731059 4269799 38º32.796' 6º20.921' x x x

21_Control 0729282 4286434 38º41.811' 6.21.815' x x x22_Control 0719737 4289641 38º43.688' 6º28.333' x x x

Figura 8.9: distribución de los puntos donde se han tomado muestras en una cuadrícula de 5 km delado.


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El retículo está subdivido en 20 cuadrículas de 5 km de lado de las que se escogieron 19 paraestablecer los puntos de muestreo. Además de las 19 localidades, en una zona más alejada dela prevista para la instalación de la refinería, se seleccionaron 2 puntos más (cerca deAlmendralejo) como parcelas control (tabla 8.5). En cada una de los puntos selecionados seha tomado una parcela en la que coexisten los dos cultivos más relevantes, el olivo y la vid.

Toma de Muestras de Suelo y de Hojas de Vid y Olivo.

Simultáneamente al establecimiento de las parcelas de muestreo se tomaron muestras delsuelo y de hojas de los dos principales cultivos de la zona, la vid y el olivo. Las muestras devid corresponden a la variedad parda, la más abundante en la zona, aunque en algunos puntosdonde ésta coexistía con la variedad tempranillo, se han tomado también muestras foliares deesta segunda variedad. Para cada variedad, se han recogido muestras foliares compuestas de almenos 5 individuos en 19 parcelas y en las 2 parcelas control. Una vez en el laboratorio sehan secado en estufa a 80ºC hasta peso constante y se han almacenado en condicionesconstantes de luz, temperatura e iluminación. Las muestras foliares no han sido analizadaspero se guardan como referencia de la situación actual por si se considerara adecuadocomparar los niveles de metales pesados en material vegetal actual con los del futuro.

Del mismo modo que en las hojas, con el objeto de conocer los niveles de metales pesadospresentes en la actualidad en el suelo, también se tomaron muestras de la capa superficial desuelo. En cada uno de los 21 (19 más dos parcelas control) puntos de muestreo se ha tomadouna muestra superficial (primeros 25 cm) de suelo compuesta por 5 muestras en cruz en unradio de 10 m. Las muestras son transportadas al laboratorio en el plazo máximo de dos días,después de su recolección, y puestas a secar a una temperatura de 40ºC. Posterirmente sealmacenan hasta el momento de su análisis.

8.3.2.3 Métodos Analíticos y Clasificación de los Suelos.

El procedimiento de análisis de las muestras sigue la metodología descrita en LÓPEZ-ARIAS YGRAU-CORBÍ (2004). Las raíces macroscópicas vivas, y todas las partículas minerales yorgánicas de diámetro superior a 2 mm, se separaron mediante tamizado en seco en la faseprevia al análisis. Tras un tamizado fino, las muestras se muelen utilizando equipos de ágata(molinos o morteros). A partir de las soluciones obtenidas por digestión en microondas, sedeterminan entre otros paramentos: el Cu, Zn, Ni, Cr, Ni y Cd por espectroscopía de emisiónatómica por plasma acoplado inductivamente (ICP) (tipo Perkin-Elmer mod. Optima 2000, uotros). En el caso de que los contenidos de estos elementos sean próximos a los límites dedetección de esta técnica de medida será necesario determinarlas por espectroscopía deabsorción atómica con cámara de grafito (tipo Perkin Elmer mod. 1100B y cámara de grafitoHGA-700 y FIAS100). Referencias; ISO 11047 e ISO CD 1672. Los datos obtenidos soncomparables con los resultados del reciente informe “Metales pesados, materia orgánica yotros parámetros de la Capa Superficial de los Suelos Agrícolas y Pastos de la EspañaPenínsular” (LÓPEZ-ARIAS Y GRAU-CORBÍ, 2004, figura 8.10).


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Figura 8.10: red de parcelas(INIA, 2005). El recuadrorepresenta las parcelas que caenen la cuadricula del presenteestudio.

En cada muestra compuesta también se determinaron los siguientes parámetros: pH yhumedad de las muestras a 105ºC, materia orgánica (%), y análisis granulométrico. El pH sedeterminó por medición potenciométrica de una suspensión del suelo en agua. Los suelos sehan clasificado de acuerdo con LÓPEZ-ARIAS Y GRAU-CORBÍ, 2004 (tabla 8.6), de acuerdo alos determinados intervalos de variación de las fracciones de arena, limo y arcilla.

Tabla 8.6: clasificación de los tipos de suelos en función de su composición granulométrica (basadoen LÓPEZ-ARIAS Y GRAU-CORBÍ, 2004).

CLASE CARACTERÍSTICAS CLASIFICACIÓNClase I arcilla < 15% y arena > 55% Suelos arenososClase II arcilla < 20% y no arenosas Suelos limososClase III 20% ≤ arcilla < 35% Suelos equilibradosClase IV 35% ≤ arcilla < 50% Suelos arcillososClase V arcilla ≥ 50% Suelos muy arcillosos

Las clases de acidez usadas quedan definidas por los siguientes intervalos de pH (tabla 8.7):

Tabla 8.7: clases de suelos en función de su acidez (basado en LÓPEZ-ARIAS Y GRAU-CORBÍ, 2004).

CLASE INTERVALO pHClase I 0 < pH < 5Clase II 5 ≤ pH < 6Clase III 6≤ pH < 7Clase IV pH ≥ 7


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8-25

Los valores de referencia para las concentraciones de los diversos metales pesados se tomarondel Real Decreto 1310/90 (adaptación de la directiva 86/278/CEE), por el que se establecenvalores límite de concentración de metales pesados en los suelos y en los lodos destinados asu utilización agraria. En el citado Real Decreto se tiene en cuenta el pH del suelo a la hora deestablecer los valores límite (tabla 8.8).

Tabla 8.8: límites del Real Decreto 1310/90 para los metales pesados en función del pH del suelo.

Límites RD 1310/90(mg/kg = ppm)

pH<7 pH≥7Cd 1 3Cu 50 210Cr 100 150Hg 1 1,5Ni 30 112Pb 50 300Zn 150 450

8.3.3 Resultados.

Contenido en Materia Orgánica, pH y Clase de Suelo en los Puntos de Muestreo

El tipo de suelos del área de estudio presenta en todos los puntos de muestreo, excepto en uno(punto 3, pH= 6,6), valores de pH básico (pH>8 en la mayoría de los casos). La clase de suelopredominante fue la de “suelos con un contenido equilibrado” (11 puntos) de limos, arcilla yarena; 4 puntos presentaron un contenido alto en limos; 2 un suelo arcilloso y 4 un sueloarenoso. El porcentaje de contenido en materia orgánica fue menor de 2,5 % en todos loscasos.

Tabla 8.9: resumen de las características de los suelos en los puntos de muestreo.

PUNTO MATERIA ORGANICA % pH CLASE PH CLASIFICACIÓN SUELO1 1,7 8,2 Clase IV Suelo equilibrado2 1,37 8,3 Clase IV Suelo equilibrado3 0,65 6,6 Clase III Suelo arenoso4 1,96 8,1 Clase IV Suelo equilibrado5 0,55 7,7 Clase IV Suelo arenoso6 1,63 8,4 Clase IV Suelo equilibrado7 1,34 8,5 Clase IV Suelo equilibrado8 1,75 8,4 Clase IV Suelo equilibrado9 1,53 8,4 Clase IV Suelo limoso

10 1,37 8,4 Clase IV Suelo equilibrado11 2,46 8,4 Clase IV Suelo equilibrado12 0,92 8,3 Clase IV Suelo arcilloso13 0,99 8,5 Clase IV Suelo equilibrado


EXTREMADURA.


8-26

Tabla 8.9 (continuación).

PUNTO MATERIA ORGANICA % pH CLASE PH CLASIFICACIÓN SUELO14 0,54 8,4 Clase IV Suelo limoso15 0,94 8,7 Clase IV Suelo equilibrado16 1,3 8,4 Clase IV Suelo limoso17 1,49 8,3 Clase IV Suelo limoso18 2,27 8,3 Clase IV Suelo equilibrado19 0,92 8,5 Clase IV Suelo arenoso

21_C 1 8,3 Clase IV Suelo arcilloso22_C 1,19 8,5 Clase IV Suelo arenoso

Resumen del Contenido en Metales Pesados de los Puntos de Muestreo y Correlaciones

En la tabla 8.10 se adjuntan los resultados del análisis de los metales pesados en cada uno delos puntos de muestreo. Todos los datos se aportan en ppm (=mg/Kg de materia seca),excepto del mercurio, en ppb =(μg/Kg de materia seca). Los valores máximos y mínimosmedidos se incluyen al final de la tabla. En la tabla 8.11 se presenta la matriz de correlaciónentre los contenidos en metales pesados y entre éstos y los siguientes parámetros: pH,contenido en limos gruesos y finos (LIMGRU y LIMFI respectivamente), contenido en arcilla(ARC), arena (AREN) y materia orgánica (M_O).

Tabla 8.10: contenido en metales pesados de los diferentes puntos de muestreo.

PUNTOCADMIO

(s.m.s.) ppmCROMO

(s.m.s.) ppmCOBRE

(s.m.s.) ppmMERCURIO(s.m.s.)ppb

NIQUEL(s.m.s.) ppm

PLOMO(s.m.s.) ppm

ZINC(s.m.s.) ppm

1 0,16 26 47 113 20 39 942 0 38 26 55 28 20 1113 0 44 48 28 36 2 394 0,02 21 18 105 11 11 495 1,06 45 32 10 26 14 876 0 22 17 52 16 8 407 0 31 27 17 21 6 558 0 35 21 95 20 9 559 0,01 10 17 34 13 9 93

10 0 35 30 76 25 11 6011 0 27 26 44 20 13 5912 0 22 16 25 17 14 3813 0 41 30 7 22 3 5614 0 58 35 9 34 3 4015 0 33 27 115 13 4 6716 0 34 8 57 12 0 5717 0 17 10 14 11 0 2418 0 42 26 97 26 12 6619 0 46 43 48 31 10 73

21_C 0 32 22 20 17 6 3922_C 0 21 22 42 13 6 36

MÁXIMO 1,06 58 48 115 36 39 111MÍNIMO 0 10 8 7 11 0 24


EXTREMADURA.


8-27

Tabla 8.11: matriz de correlación (correlación de Pearson, r) entre los contenidos en metales pesadosen diferentes puntos de muestreo, pH, contenido en limos gruesos y finos (LIMGRU y LIMFIrespectivamente), contenido en arcilla (ARC), arena (AREN) y materia orgánica (M_O .

Correlaciones

1.000 .224 .187 -.192 .154 .241 .341 -.309 .034 -.380 -.307 .409 -.309. .330 .417 .404 .505 .292 .130 .173 .882 .089 .176 .065 .172

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21.224 1.000 .583** -.143 .829** -.119 .099 -.232 .145 -.259 -.260 .283 -.467*.330 . .006 .535 .000 .608 .669 .311 .530 .258 .254 .213 .033

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21.187 .583** 1.000 .061 .768** .392 .304 -.435* .304 -.484* -.381 .463* -.312.417 .006 . .794 .000 .079 .181 .048 .181 .026 .088 .034 .168

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21-.192 -.143 .061 1.000 -.224 .441* .304 .178 .210 .301 .239 -.370 .521*.404 .535 .794 . .330 .046 .181 .440 .362 .185 .297 .099 .015

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21.154 .829** .768** -.224 1.000 .101 .200 -.464* .285 -.268 -.352 .313 -.370.505 .000 .000 .330 . .664 .385 .034 .210 .241 .118 .167 .099

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21.241 -.119 .392 .441* .101 1.000 .632** .009 .405 .014 .147 -.175 .308.292 .608 .079 .046 .664 . .002 .968 .069 .953 .525 .448 .174

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21.341 .099 .304 .304 .200 .632** 1.000 .077 .612** .180 -.137 -.159 .113.130 .669 .181 .181 .385 .002 . .740 .003 .435 .553 .491 .625

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21-.309 -.232 -.435* .178 -.464* .009 .077 1.000 .096 .225 .344 -.359 .280.173 .311 .048 .440 .034 .968 .740 . .679 .327 .126 .110 .218

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21.034 .145 .304 .210 .285 .405 .612** .096 1.000 -.016 -.371 .021 .245.882 .530 .181 .362 .210 .069 .003 .679 . .945 .097 .929 .285

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21-.380 -.259 -.484* .301 -.268 .014 .180 .225 -.016 1.000 .441* -.882** .598**.089 .258 .026 .185 .241 .953 .435 .327 .945 . .045 .000 .004

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21-.307 -.260 -.381 .239 -.352 .147 -.137 .344 -.371 .441* 1.000 -.778** .270.176 .254 .088 .297 .118 .525 .553 .126 .097 .045 . .000 .237

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21.409 .283 .463* -.370 .313 -.175 -.159 -.359 .021 -.882** -.778** 1.000 -.582**.065 .213 .034 .099 .167 .448 .491 .110 .929 .000 .000 . .006

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21-.309 -.467* -.312 .521* -.370 .308 .113 .280 .245 .598** .270 -.582** 1.000.172 .033 .168 .015 .099 .174 .625 .218 .285 .004 .237 .006 .

21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21

Correlación de PearsonSig. (bilateral)NCorrelación de PearsonSig. (bilateral)NCorrelación de PearsonSig. (bilateral)NCorrelación de PearsonSig. (bilateral)NCorrelación de PearsonSig. (bilateral)NCorrelación de PearsonSig. (bilateral)NCorrelación de PearsonSig. (bilateral)NCorrelación de PearsonSig. (bilateral)NCorrelación de PearsonSig. (bilateral)NCorrelación de PearsonSig. (bilateral)NCorrelación de PearsonSig. (bilateral)NCorrelación de PearsonSig. (bilateral)NCorrelación de PearsonSig. (bilateral)N

CD

CR

CU

HG

NI

PB

ZN

PH

LIMGRU

LIMFI

ARC

AREN

M_O

CD CR CU HG NI PB ZN PH LIMGRU LIMFI ARC AREN M_O

La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral).**.

La correlación es significante al nivel 0,05 (bilateral).*.

8.3.3.3 Contenido en Cadmio.

Los valores de cadmio estaban por debajo del límite de detección del aparato en todos loscasos menos en 4 puntos. Destaca el punto 5, con un valor de 1,06 ppm. Los límitesestablecidos por el Real Decreto son de 3 ppm para un pH≥7, por lo que se puede concluir quelos valores registrados en la zona se encuentran dentro de la normalidad.

El cadmio es un elemento muy tóxico, que se encuentra en los suelos en forma intercambiableen una proporción relativamente alta. Como es bastante móvil puede ser tomado por lasplantas con cierta facilidad. Prácticas agrícolas, como el uso de abonos fosfatados, puedenhacer aumentar los niveles de este metal en el suelo. También se pueden presentar valoreselevados en zonas con actividad industrial (especialmente metalúrgica) y por el tráfico.


EXTREMADURA.


8-28

CADMIO (s.m.s.) ppm

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22

Punto de Muestreo

Figura 8.11: contenido en cadmio en los puntos de muestreo.

Contenido en Cromo.

Los valores de cromo en la zona varían entre 58 (punto 14) y 10 ppm (punto 9). Estos nivelesse encuentran bastante por debajo del valores límites de 150, establecido en el Real Decretopara un pH≥7. Dependiendo del tipo de roca, puede haber una gran variabilidad en elcontenido de este elemento, de 1 a 500 ppm.

Las actividades metalúrgicas, especialmente las ligadas a la producción del acero inoxidable,pueden contribuir a aumentar los niveles de este elemento en el suelo.

En las muestras analizadas se correlaciona significativa y positivamente con el cobre y elníquel.

CROMO (s.m.s.) ppm

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22

Punto de Muestreo

Figura 8.12: contenido en cromo en los puntos de muestreo.


EXTREMADURA.


8-29

Contenido en Cobre.

Los valores de cobre medidos varían entre 48 y 8 ppm, en todos los casos por debajo de loslímites establecidos en el Real Decreto, de 150 ppm. Por tratarse de un oligoelemento, elcobre es necesario para las plantas, pero a concentraciones elevadas es tóxico; valores altos depH como los de la zona de estudio favorecen su adsorción. En la zona de Tierra de Barros, laaplicación del fungicida sulfato de cobre podría incidir en las concentraciones medidaslocalmente. Otras fuentes de cobre son los purines, la industria metalúrgica y la adición delodos de depuradora.

En las muestras analizadas, se correlaciona positivamente con el cromo y el níquel.

COBRE (s.m.s.) ppm

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22

Punto de Muestreo

Figura 8.13: contenido en cobre en los puntos de muestreo.

Contenido en Mercurio.

Los límites del Real Decreto para este elemento en suelos es de 1500 ppb. Los valoresmedidos oscilan entre 7 y 115 ppb, bastante por debajo del límite mencionado.

El mercurio se encuentra de forma natural en rocas como el cinabrio y sus principales fuentesantropogénicas son industrias metalúrgicas, la minería y los residuos urbanos.

Se correlaciona positivamente con el plomo en las muestras analizadas.


EXTREMADURA.


8-30

MERCURIO (s.m.s.) ppb

020406080

100120140

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22

Punto de Muestreo

Figura 8.14: contenido en mercurio en los puntos de muestreo.

Contenido en Níquel.

NIQUEL (s.m.s.) ppm

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22

Punto de Muestreo

Figura 8.15: contenido en níquel en los puntos de muestreo.

Los valores del Real Decreto para el níquel, en suelos con un pH>=7, son de 112 ppm. Losvalores de las determinaciones de este elemento en suelos de Tierra de Barros variaron entreun mínimo de 11 y un máximo de 36 ppm. Por tanto, todos los puntos de muestreo seencontraron bastante por debajo del citado límite del Real Decreto.

En los suelos, el níquel varia de forma considerable según el tipo de roca madre. Se asocia conlos óxidos de hierro y manganeso y con los carbonatos, encontrándose también comoimpureza en el seno de diversas redes cristalinas.


EXTREMADURA.


8-31

El níquel se emplea en la metalurgia del acero inoxidable y en determinadas aleaciones, asícomo en baterías níquel-cadmio. Si este níquel de origen antropogénico se deposita en elsuelo suele ligarse a la materia orgánica o a los carbonatos en los suelos calizos.

En las muestras analizadas, existe una correlación elevada de este elemento con el cromo y elcobre.

Contenido en Plomo.

Los niveles de plomo determinados en los diferentes puntos de la cuadrícula establecida enTierra de Barros oscilaron entre 0 y 39 ppm. Los valores más altos son del orden de sieteveces menores de los valores establecidos por el Real Decreto, que corresponden a 300 ppm.

PLOMO (s.m.s.) ppm

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22

Punto de Muestreo

Figura 8.16: contenido en plomo en los puntos de muestreo.

En el suelo, gran parte del plomo presente no es tomado por las plantas (BRADY Y WEIL,1996). En pastos y bosques, se ha visto que es más abundante en los horizontes orgánicossuperiores; dado que no presenta gran movilidad en el perfil y que es poco fitodisponible,algunos atribuyen este aumento de su contenido superficial a la deposición (LÓPEZ-ARIAS YGRAU-CORBÍ, 2004).

Además de actividades como la minería o actividades industriales en las que interviene elplomo (p. ej. en baterías), los principales aportes de plomo al suelo provienen del tráfico, yaque se utiliza como aditivo antidetonante en el combustible, desprendiéndose a la atmósfera ydepositándose en los alrededores de las vías de circulación. Otros procesos que puedenaportar plomo a los suelos son la adición de lodos de depuradora que lo contengan y el uso dedeterminados pesticidas.

Los niveles de este metal en las muestras analizadas se correlacionan significativa ypositivamente con los de mercurio y zinc.


EXTREMADURA.


8-32

Contenido en Zinc.

Para el zinc, el límite establecido por el Real Decreto para un valor de pH básico es de 450ppm. En el caso de los análisis de la zona de Tierra de Barros, los valores se encuentrancomprendidos entre 24 y 111 ppm. Tal como se ha señalado para el resto de metales pesados,estos valores son por normales.

Como el resto de los metales pesados, el zinc se encuentra de forma natural en determinadasrocas como es el caso de los esquistos. Es absorbido con facilidad por las plantas, siendo unmetal pesado muy móvil. La industria, minería y tráfico pueden aumentar los niveles localesde este metal pesado. También la agricultura (especialmente la intensiva, en la que hay un usoelevado de productos fitosanitarios que lo contienen) y la ganadería (se añade a laalimentación animal) pueden contribuir a que los niveles de zinc en el suelo sean máselevados que los valores naturales.

En las muestras analizadas existe una correlación significativa positiva entre zinc y plomo.

ZINC (s.m.s.) ppm

020406080

100120140

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22

Punto de Muestreo

Figura 8.17: contenido en zinc en los puntos de muestreo.

Distribución Espacial de las Concentraciones de Metales Pesados en el Suelo.

Los mapas de concertaciones de metales pesados se representan en las figuras 8.18 y 8.19. Loselementos níquel, cromo y cobre muestran patrones con una cierta similitud, y plomo ymercurio presentan el máximo en el punto de muestreo 1.


EXTREMADURA.


8-33

Puntos de muestreo y poblaciones

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11 12

13

14

15

1617

18

19

21

22

715000 720000 725000 730000 735000 740000 7450004255000

4260000

4265000

4270000

4275000

4280000

4285000

4290000

Almendralejo

Vilafranca de los Barros

Santos Maimona

Zafra

Acebuchal

R. del Fresno

Contenido en cádmio (ppm)

715000 720000 725000 730000 735000 740000 7450004255000

4260000

4265000

4270000

4275000

4280000

4285000

4290000

Almendralejo


Santos Maimona

Zafra

Acebuchal

R. del Fresno

0.25

0.5

0.75

1

1.25

1.5

1.75

2

2.25

2.5

2.75

3

Contenido en cromo (ppm) Contenido en cobre (ppm)

715000 720000 725000 730000 735000 740000 7450004255000

4260000

4265000

4270000

4275000

4280000

4285000

4290000

Almendralejo


Santos Maimona

Zafra

Acebuchal

R. del Fresno

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Figura 8.18: puntos de muestreo y mapas de concentraciones en el suelo de Cd, Cr y Cu


EXTREMADURA.


8-34

Contenido en mercurio (ppb)

715000 720000 725000 730000 735000 740000 7450004255000

4260000

4265000

4270000

4275000

4280000

4285000

4290000

Almendralejo


Santos Maimona

Zafra

Acebuchal

R. del Fresno

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Contenido en níquel (ppm)

715000 720000 725000 730000 735000 740000 7450004255000

4260000

4265000

4270000

4275000

4280000

4285000

4290000

Almendralejo


Santos Maimona

Zafra

Acebuchal

R. del Fresno

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Contenido en plomo (ppm)

715000 720000 725000 730000 735000 740000 7450004255000

4260000

4265000

4270000

4275000

4280000

4285000

4290000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Contenido en zinc (ppm)

715000 720000 725000 730000 735000 740000 7450004255000

4260000

4265000

4270000

4275000

4280000

4285000

4290000

Almendralejo


Santos Maimona

Zafra

Acebuchal

R. del Fresno

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Figura 8.19: mapas de las concentraciones en el suelo de Puntos de muestreo y mapas deconcentraciones de Hg, Ni, Pb y Zn


EXTREMADURA.


8-35

8.4. Observación de Daños en Campo.Paralelamente al establecimiento de la red de muestreo se realizó un reconocimiento de dañosfoliares para la identificación de daños visibles causados por contaminantes gaseosos.

Los únicos daños foliares que se apreciaron atribuibles a un contaminate gaseoso son dañospor HF en vid (cultivo muy sensible a este gas) en las inmediaciones del Polígono Industrialde Villafranca de los Barros.

Figura 8.20: daños posiblementedebidos a emisiones de HF en lascercanías.

8.5. Exposición de dos Variedades de Vid Frecuentes en la Comarca a ElevadasConcentraciones de Ozono.

8.5.1 Metodología

El cultivo de la viña (Vitis vinifera L.) se realizó en los invernaderos que la fundación CEAMdispone en el campo experimental de La Peira (Benifaió, Valencia). Se escogieron doscultivares típicos de la comarca Tierra de Barros (Extremadura): cv. Parda sobre portainjerto110R CL7 estándard y cv. Tempranillo sobre portainjerto 110R CL180 certificado, ambas deVCR (Vivai Cooperativi Rauscedo). Las plantas se trasplantaron (15/3/06) a contenedores de30 l con un sustrato compuesto por: una mezcla del suelo local del campo experimental (45%,suelo con textura franco-arcillo arenosa, pH 8.16, 2.8 % de materia orgánica); turba (45%,Gramoflor pH 5-6.5); fibra de coco (10% Cocopeat) y 1 cc/l de fertilizante de liberación lenta(Osmocote 14:14:14). Siguiendo las recomendaciones del viverista, antes del trasplante elsustrato se humedeció abundantemente y se cortaron las raíces de las estacas a 4 cm. En cadamaceta se instaló un gotero autocompensante de 4 l/h (cambiándolo de posiciónperiódicamente) programado para realizar riegos diarios de 8 minutos (0.5 l por maceta).Inicialmente los riegos se acomodaron a las necesidades hídricas de las plantas y desde finalde mayo (29/5/06) hasta el final del experimento eran realizados diariamente. Durante elexperimento, las plantas se dejaron brotar y crecer libremente sin realizar ninguna poda de


EXTREMADURA.


8-36

mantenimiento. Desde el momento del trasplante a la maceta se colocaron cañas paraentutorar las plantas e impedir que se mezclaran las ramas de las dos variedades. En el interiordel invernadero las plantas se dispusieron en dos bloques siguiendo un patrón romboidal,alternado las variedades y dejando una separación de 0.45 m entre plantas. El contro de plagasy enfermedades se realizó con tratamientos quincenales preventivos alternado distintosproductos fitosanitarios contra los hongos (Azoxistrobin 18.7%, Cimoxanilo 12%); araña roja(Fenbutestán 55%) y otros patógenos (espolvoreo de azufre), en todos los casos se aplicaronen las dosis indicadas por el fabricante.

Figura 8.21: túneles en los que se ha llevado a cabo la experiencia de fumigación.

Las plantas se desarrollaron en el interior de dos invernaderos de plástico de 6 x 4 metros desuperficie con una ventana cenital de 1.10 m de ancho por 6 m de largo, cubierta por unamalla anti trip. La cubierta de plástico de los invernaderos es EVA de 800 galgas (plastermic3C, SOTRAFA, S.A.), que durante el verano se sombrea con malla verde que permite pasar el75% de la radiación luminosa. Cada invernadero dispone de un ventilador (turbina D12/12 de736W) que introduce una corriente de aire distribuida por un conducto de plástico conperforaciones que se dispone longitudinalmente en el invernadero. En el tratamiento control(ambiente filtrado) se disponen filtros de carbón activo que reducen los niveles ambientalesde ozono. El tratamiento ambiental con ozono se realiza inyectando ozono a la entrada de lacorriente de aire del invernadero durante 8 horas (10-18 CET), diariamente desde abril(26/4/06) hasta el final del experimento (9/10/06). En los invernaderos se mide laconcentración de ozono continuamente con un analizador Dasibi 1008-AH que deriva laslecturas a un ordenador, dotado de un software especialmente diseñado para ello, que gestionala toma de muestras de aire de ambos invernaderos. Además de las concentraciones de ozonolos invernaderos cuentan con sensores de temperatura y humedad relativa (Vaisala HMD50Y) que toman datos cada 10 minutos.

Los niveles de ozono a los que se sometieron las plantas, para todo el periodo de exposición,se detallan en la tabla 8.12. Se aportan los valores promedio de 24 y 12 horas, así como de losmáximos diarios. También se ha calculado el índice acumulado AOT40 según la directiva EU2002 (suma de las excedencias horarias de 40 ppb, entre las horas 8:00 y 20:00 CET).


EXTREMADURA.


8-37

Figura 8.22: detalle de las plantas dentro de los túneles al principio (izquierda) y cuando las yapresentaban hojas (derecha). El cilindro de plástico que atraviesa el invernadero (foto izquierda)esta agujereado y distribuye el aire dentro de la cámara, bien sea aire filtrado o aire enriquecido enozono.

Las medidas de intercambio gaseoso se realizaron con un analizador de gases de infrarrojo(IRGA, LICOR-6400, Li-cor Inc., Lincon, NE, USA). En este equipo la cubeta de medidaestá provista por una fuente de luz externa de diodos (GaAsP: Gallium Arsenide Phosphide)que proporciona radiación fotosintéticamente activa (PAR) a los niveles requeridos.

Tabla 8.12: niveles de ozono en los invernaderos, donde se ha realizado el cultivo de viña, y en el aireambiente (niveles naturales en Benifaió, Valencia) para el periodo comprendido entre el trasplante(16/3/06) y el final del experimento (9/10/06).

Aire Filtrado

(F)

Aire no filtrado + 30 ppbde ozono (NF+30)

Aire Ambiente

AOT40 (ppb.h) 119 51.804 8.160

Media de 24 horas (ppb) 8 33 22

Media de 12 horas (8-20 hCET ppb)

9 52 29

Media de 8 horas (10-18 hCET, ppb)

10 65 34

Media de los máximosdiarios (ppb)

22 79 43

Porcentaje de cobertura dedatos

99% 99% 99%


EXTREMADURA.


8-38

Durante las medidas de intercambio gaseoso la temperatura interior de la cubeta se mantieneconstante a 25ºC, la intensidad luminosa a 1000 (PAR, µmol m2 s-1) y el nivel de CO2 a 370µmol mol-1. Los parámetros de intercambio gaseoso determinados fueron: Asimilación deCO2 (A, µmol CO2 m-2 s-1), conductancia estomáica (gs, mmol H2O m-2 s-1), y concentraciónintercelular de CO2 (Ci, µmol CO2 m-2 air). Desde el inicio del experimento se seleccionaronhojas jóvenes (con longitud del eje principal superior a 5cm) en cada planta y se identificaron.Las medidas se llevaron a cabo al final de la experiencia después de 5 meses de iniciarse laexposición al ozono (5/10/06) entre las 8:00-10:00h CET de la mañana, en las hojasidentificadas al principio. Se utilizaron 8 plantas por variedad y por tratamiento.

8.5.2.Resultados.

Daños Visibles.

A lo largo del estudio se han observado diversos tipos de daños en las hojas de las plantas. Sinembargo, no se han podido identificar daños típicos de ozono a nivel macroscópico enninguna de las dos variedades. Aparentemente, bajo las condiciones experimentales, lasconcentraciones de ozono no fueron suficientes para inducir daños en las hojas. Sin embargo,es posible que a nivel microscópico se presentaran ya algunas alteraciones no reflejadasexternamente. Con la finalidad de caracterizar estas posibles alteraciones, se han recogidomuestras de hojas y se han fijado para su posterior examen al microscopio. La caracterizaciónde las posibles alteraciones microscópicas podría ser útil como marcadores anatómicos de losimpactos de este contaminante secundario en plantas crecidas en el campo.

Intercambio Gaseoso.

En este apartado se aportan los resultados de la experiencia de fumigación de plantas de vidcon ozono descrita en el apartado 1. En las siguientes tres gráficas se presentan los resultadosobtenidos para la asimilación de CO2 (A), la conductancia estomática (gs) y la concentracióninterna de CO2 (Ci). Se marcaron algunas hojas al principio de la exposición y al final de laexposición se realizaron de nuevo medidas de intercambio gaseoso. En la medida inicial no seobservaron diferencias entre las plantas. La variedad tempranillo resultó ser más sensible altratamiento con ozono que la variedad parda, ya que experimentó una reducción significativade la asimilación de CO2, así como una tendencia a la disminución de la conductanciaestomática y a un aumento de la concentración interna de CO2. Por el contrario, la variedadparda no experimento cambios significativos en ninguno de los parámetros medidos.


EXTREMADURA.


8-39

a

a a

b

0

1

2

3

4

5

6

7

Tempranillo Parda

Variedad

Asim

ilaci

ón C

O2 (

mic

rom

ol C

O2 m

-2 s

-1)

FNF+30

Figura 8.23: asimilación de CO2 en las dos variedades de viña. F= Aire Filtrado (control), NF+30=Aire No Filtrado + 30 ppb de ozono (aire con niveles elevados de ozono) al final del tratamiento(27/09/2006). Se comparan los dos tratamientos para ambas variedades. Diferentes letras indicandiferencias significativas entre los tratamientos (n=8, t-test p<0.05). La fumigación con ozonoprodujo una disminución significativa de la asimilación de CO2 en las hojas viejas, mientras que noafectó a la variedad parda.

a

a

a

a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tempranillo Parda

Variedad

Con

duct

anci

a es

tom

átic

a (m

mol

H2O

m-2

s-1

)

F

NF+30

Figura 8.24: conductancia estomática en las dos variedades de viña. F= Aire Filtrado (control),NF+30= Aire No Filtrado + 30 ppb de ozono (aire con niveles elevados de ozono) al final deltratamiento (27/09/2006). Se comparan los dos tratamientos para ambas variedades. Diferentes letrasindican diferencias significativas entre los tratamientos (n=8, t-test p<0.05). Aunque se observantendencias, los cambios no son significativos para ninguna de las dos variedades.


EXTREMADURA.


8-40

aa

a a

50

100

150

200

250

300

Tempranillo Parda

Variedad

Con

cent

raci

ón in

tern

a C

O2

(mic

rom

ol

CO

2* m

ol a

ire)

F

NF+30

Figura 8.25: concentración interna de CO2 en las dos variedades de viña. F= Aire Filtrado (control),NF+30= Aire No Filtrado + 30 ppb de ozono (aire con niveles elevados de ozono) al final deltratamiento (27/09/2006). Se comparan los dos tratamientos para ambas variedades. Diferentes letrasindican diferencias significativas entre los tratamientos (n=8, t-test p<0.05). Aunque se observantendencias, los cambios no son significativos para ninguna de las dos variedades.

8.5.3 Discusión.

La experiencia de fumigación con ozono en condiciones controladas ha permitido constatarque variedad tempranillo es más sensible al ozono que la variedad parda. La fumigación coneste contaminante produjo una disminución significativa de la fotosíntesis en las hojas viejasde las plantas de la variedad tempranillo. Sin embargo, bajo las condiciones experimentales,la variedad parda, la más extendida en Tierra de Barros, parece ser más resistente, ya que nose observó ningún efecto significativo en los parámetros de intercambio gaseoso tras someterlas plantas a niveles de ozono relativamente elevados. La disminución de la asimilación deCO2 observada en la variedad tempranillo es una respuesta fisiológica típica frente al ozono(Reich & Amudson 1985), y puede presentarse aún en ausencia de daños visibles. Los nivelesde ozono del experimento de fumigación están por encima de los valores medidos en la zonade Tierra de Barros en este momento.

Aunque estos resultados apuntan a una relativa resistencia frente al ozono de la variedadparda, habría que considerarlos por el momento como preliminares. En la vid se ha detectadoun "efecto memoria" (Soja et al., 1997) que podría hacer que en años sucesivos se observaranefectos más marcados, por lo que el seguimiento de las plantas fumigadas este año durantefuturos periodos de fumigación sería importante. Otros aspectos importantes como son losefectos sobre la producción o sobre la calidad de la uva no se han abordado en el presente añopor ser el primero en que se producía uva y no estar las plantas en un momento apropiadopara realizar este tipo de experiencias.

8. efectos en la vegetaciÓn. 8.1. revisión...

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