UNIDAD DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR TECNÓLOGICA INDUSTRIAL Y DE SERVICIOS NO.93 Clave: 27DCT0326T PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS: SUBM 1: PRÁCTICAS DE ANALISIS DE AGUA Y SUELOS SUBMOD 1 Analiza muestras de agua y suelos 1ER PARCIAL GRADO Y GRUPO: 6C TURNO: Vespertino PUNTO A TRABAJAR: Investigación de análisis de aguas y suelos. DOCENTE: Andrés Lazo Hernández EQUIPO: 2 INTEGRANTES DEL EQUIPO Dulce Yafir López Suárez Angie Hadit Morales Hidalgo Norma del Carmen González Olan David Antonio Núñez Díaz Cristina Alejandra Cruz Martínez Carlos Eduardo cáliz ESPECIALIDAD: Laboratorista Químico FECHA DE ENTREGA: 20-05-2020 ANÁLISIS DE SUELOS Y AGUAS El crecimiento y desarrollo de los cultivos, así como la cantidad y calidad de las cosechas, están en relación directa con los nutrimentos que contenga el suelo y agua utilizados en la producción primaria. Es por esta razón que es muy importante que el productor conozca las particularidades fisicoquímicas de estos elementos. El rendimiento de un cultivo es afectado por diversos factores, entre los que ocupa un lugar importante la disponibilidad de los nutrimentos esenciales para las plantas. Cuando estos no están en cantidades adecuadas, se requiere adicionar fertilizantes químicos o enmiendas para suplir las necesidades de los cultivos y corregir condiciones adversas. Por ello, el análisis químico del suelo y de la calidad del agua, puede suministrar información muy valiosa. Alcanzar y mantener una óptima productividad en campo representa uno de los principales objetivos de la actividad agrícola, y el cultivo de la caña de azúcar no es la excepción. Una forma de mejorar los ingresos del productor es mediante el incremento del rendimiento y calidad de la cosecha, lo cual es posible lograr si se emplean técnicas de manejo apropiadas, que a su vez incluyan una menor inversión respecto a los costos totales de operación. ANÁLISIS DE SUELO El análisis químico del suelo constituye una de las técnicas más utilizadas para la recomendación de fertilizantes. Es una fuente de información vital para el manejo de suelos, pues permite: Clasificar los suelos en grupos afines Predecir las probabilidades de obtener respuesta positiva a la aplicación de elementos nutritivos. Ayudar en la evaluación de la fertilidad del suelo. Determinar las condiciones específicas del suelo que pueden ser mejoradas. Se ha demostrado que dichos análisis constituyen una excelente guía para el uso racional de los fertilizantes. Sin embargo, no debe olvidarse que, en la producción, interviene un conjunto de factores de gran importancia, tales como: clima, variedades, control fitosanitario, manejo general y otras, que podrían limitar el desarrollo adecuado de una planta si no se encuentra en el grado óptimo requerido. De todas maneras, la eliminación de las deficiencias nutricionales se considera la más decisiva; responsable, en la mayoría de los casos, de incrementos hasta de 50% en el rendimiento. El resultado del análisis de suelo indica la probabilidad de obtener una respuesta adicional con el fertilizante que se utiliza. En general, mientras más elevado sea el contenido de nutrimentos en el suelo, será menor la aplicación de fertilizantes. El uso de análisis químico del suelo como guía para la adición de fertilizantes, involucra dos etapas: 1) La interpretación de los resultados. 2) La recomendación. La interpretación se refiere a la estimación de obtener respuesta mediante el empleo de fertilizantes; mientras que la recomendación, es la interpretación práctica de los resultados obtenidos para aplicarla en la producción comercial de cultivos. Una vez resuelta la cantidad de nutrientes que se debe aplicar a través del uso de fertilizantes, es fundamental saber cómo proceder para evitar costos innecesarios y optimizar la eficiencia de la fertilización. En este orden de ideas, el manejo de la fertilización está integrado por distintos factores, entre los que destacan los siguientes: a) Selección de los insumos más convenientes por tipo de suelo, clima y características del manejo, como es: el sistema de labranza, condición hídrica (riego o temporal), ciclo de producción (plantilla, soca o resoca), etc.; b) Método de aplicación del fertilizante (en banda, al voleo, incorporación, puesto sobre la superficie del terreno, entre otros); c) Forma de aplicación de los nutrientes (orgánica o química), ya sea en su presentación líquida, gaseosa o sólida (gránulos o polvos), aplicados directamente al suelo o a través del agua de riego (fertirriego), por medio de mezclas físicas, complejos o fertilizantes simples, por mencionar algunos; d) Oportunidad de la aplicación, esto es; si se adiciona todo antes o durante la siembra, o se debe aplicar en distintas proporciones durante el ciclo de crecimiento del cultivo. En otras palabras, no es suficiente conocer la dosis de fertilizante que debe aplicarse; además, se debe saber qué, cómo, dónde y cuándo aplicarlo para optimizar la eficiencia de la fertilización, ya que mientras ésta sea más baja, la dosis tendrá que ser mayor para superar la condición de déficit nutrimental. Es de primordial importancia al efectuar un análisis que los resultados obtenidos correspondan a la composición real, no solo del material empleado en el análisis, si no en la cantidad total de donde fue tomado aquel, en otras palabras, la muestra elegida para el análisis debe de representar fielmente la composición del total. RECOMENDACIONES PARA RECOGER LAS MUESTRAS DE SUELO Cómo elegir los puntos de muestreo La elección de muestras adecuadas y representativas es la parte más importante en cualquier tipo de análisis. En general se tiende a tomar el menor número de muestras posibles para así reducir el presupuesto que nos da el laboratorio, pero para ello es necesario saber elegir bien las muestras. Cuanto más representativas sean las muestras que escojamos menor número de ellas se necesitarán y mejor se podrán interpretar los resultados. Para decidir qué puntos son representativos es necesario observar detenidamente la parcela o parcelas a estudiar. Los suelos son muchas veces muy poco homogéneos, esto puede ocasionar variaciones importantes en la producción agrícola dentro de una misma parcela. Por ello sería necesario en principio recoger una muestra de cada zona diferente, y si son más del presupuesto que nos hemos tijado para los análisis, entonces debemos recogerlas de las zonas más desfavorables. Esta etapa exige conocer muy bien las parcelas a estudiar y realizar una atenta observación de las diferencias. Se ha escrito mucho sobre el número de muestras a recoger para realizar estudios de suelos, sin embargo, normalmente se pretende con ello resolver problemas muy concretos. Por ello yo aconsejaría recoger el menor número de muestras pero que cada una de ellas sea representativa de un aspecto importante de la parcela o finca que queremos estudiar. Recoger dos o más muestras muy parecidas no va a aportar mayor número de soluciones. Aunque en el caso de que se trate de analizar el contenido en nitrógeno, fósforo o potasio puede ser interesante recoger tres o cuatro muestras en zonas aparentemente homogéneas. OBSERVACIONES Y TOMA DE DATOS La observación directa del terreno proporciona muchos datos tan valiosos como los propios análisis. El color, la textura, la estructura, el tiempo que duran los charcos después de una lluvia, la evolución del cultivo, etc., pueden aportar información muy importante para la solución del problema. a) El color del suelo sirve muchas veces para identificar determinadas zonas en los municipios (la alberiza) y por él se conoce muchas veces la calidad de las tierras. El color identifica a muchos suelos por lo que en las clasificaciones científicas se han utilizado los colores como nombres de grupos o clases (tierras pardas, suelos rojos, Rhodoxeralf...). EI color es producido por los componentes del suelo. Entre ellos son los óxidos de hierro y la materia orgánica los más vistosos. Los óxidos de hierro dan las coloraciones desde rojas, pasando por las amarillas, hasta las verdosas. EI que sean unas u otras depende del grado de oxidación del hierro. Cuanto más oxidado esté el hierro (Fe^+) más rojo aparece el suelo. Cuanto más reducido (Fe'+ ) más hacia el verde se encuentra. b) La textura Es la composición granulométrica del suelo, se mide en el laboratorio obteniéndose el porcentaje de arena gruesa, arena fina, limo y arcilla que hay en él Una vez que se tienen los porcentajes de cada fracción se puede determinar mediante un gráfico el tipo de textura que tiene el suelo. En el campo se puede conocer la textura aproximada según el método. c) La estructura EI grado de estructura del suelo da una idea de su permeabilidad y capacidad de aireación. Los suelos bien estructurados suelen tener unas mejores propiedades hídricas, mayor permeabilidad, mejor aireación y están mucho más defendidos contra la erosión. No sólo es importante fijarse en la microestructura, que es aquella que se distingue fácilmente en los terrones tras el laboreo (de tamaños desde centímetros a decímetros), sino que también es importante observar el grado de microestructura, es decir, los pequeños agregados de tamaños inferiores al centímetro. Estos son también importantes para mantener la porosidad del suelo y para defenderlo de la erosión. d) La porosidad superficial Este dato debe ser registrado ya que afecta considerablemente a las propiedades hídricas del perfil del suelo. La pedregosidad se mide en porcentaje que ocupan los cantos en superficie, tanto en horizontal en la superficie, como en vertical al describir cada uno de los horizontes del suelo. LA TOMA DE MUESTRAS Las muestras recogidas deben ser unitarias, es decir, deben ser representativas de un punto y un horizonte concreto del suelo. Debe definirse con anterioridad hasta qué profundidad llega cada horizonte. La práctica habitual de recoger muestras a intervalos predefinidos de profundidad lleva, en muchas ocasiones, a no poder resolver los problemas, ya que puede ocurrir que recojamos dos muestras en el mismo horizonte o por el contrario que no recojamos ninguna en alguno de ellos, y de esta forma no se pueda definir una problemática importante, tal como la existencia de un horizonte salino o la acumulación de caliza activa. La operación de muestreo requiere de técnicas, según se trate de sólidos, líquidos o de gases, siendo de interés particular para a toma de muestras en lugar o recipiente en donde se encuentre el material. Si se toma en consideración que en muchos casos el análisis debe hacerse en materiales constituidos en mezclas de sólidos y líquidos, de líquidos no miscibles entre sí, e gases, líquidos, es fácil comprender los complejos del problema Las muestras deben recogerse en bolsas de plástico limpias y deben ser etiquetadas convenientemente. Para esto lo mejor es utilizar un rotulador especial para escribir en plástico o vidrio 0 etiquetas adhesivas en el exterior de la bolsa. Las etiquetas en el interior de las bolsas suelen deteriorarse y con ocasiones son ingeridas por algunos organismos del suelo. EI dato que debe llevar cada bolsa debe ser, por lo menos, un número y el nombre del propietario. Este número debe estar registrado en una nota adjunta donde se explique de dónde procede exactamente (parcela, punto, horizonte o profundidad, etc.) Las muestras de suelo se recogen, generalmente, a una profundidad de 0-20 cm, por uno de los procedimientos siguientes: a) Utilizando una barrena de 30 a 35 cm de longitud, cuya parte roscada debe tener, como mínimo, unos 3 cm de diámetro. La muestra se toma introduciendo la barrena en el suelo hasta unos 20 cm de profundidad, tirando de ella hacia arriba y pasando el suelo adherido a una bolsa. b) Empleando una sonda, en un tubo cilíndrico cuya parte inferior es media caña de 20 cm de longitud, terminada en punta afilada que después de introducirse en el suelo por rotación sobre su eje, se extrae una porción de aquel, desde la superficie hasta 20 cm de profundidad. Una vez fuera, con un vástago de diámetro un poco inferior al de la parte interior de la sonda se puede arrastrar toda la muestra a una bolsa. c) Por medio de una pala o azadón, se cava un hoyo en forma de V, de unos 20 cm de profundidad, se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de ésta se pasa a la bolsa despreciando los bordes. Cualquiera que sea la técnica utilizada, se repite la misma operación unas veinte veces, poniendo todas las submuestras así tomadas en un saco o bolsa fuerte hasta completar 2 kg de tierra ya mezclada. Estas submuestras se efectuarán recorriendo la parcela en zigzag. EI ENVÍO DE LAS MUESTRAS AL LABORATORIO Las bolsas una vez bien cerradas y etiquetadas se pueden enviar al laboratorio acompañadas de la siguiente información: Nombre de la persona que encarga el análisis. Domicilio. NIF. Teléfono. Fax. Lugar de origen de las muestras. Fecha de recogida. Circunstancias concretas: cultivo, jardín, tierra echadiza... Propósito del análisis. Análisis que se encargan. ANÁLISIS A REALIZAR SEGUN LAS CARACTERISTICAS DEL SUELO Normalmente no es necesario realizar todos los análisis de suelos en una tierra, ya que según sus características algunos de los elementos no existirán y no serán medibles. En general es conveniente realizar como parámetros básicos de cualquier suelo el pH, la conductividad eléctrica, la materia orgánica y la textura. Estos análisis proporcionan gran cantidad de información acerca de las características principales de los suelos. A partir de los resultados obtenidos se tomará la decisión de continuar los análisis de la siguiente forma: Si el pH es mayor de 7, entonces es conveniente analizar la caliza. Si el pH es inferior a 5,5, es conveniente conocer el valor de la saturación por bases (V). Si, existiendo caliza, ésta es mayor del 15 %, entonces es conveniente analizar la caliza activa. Si la conductividad eléctrica es mayor de 800 micromhos/cm, es recomendable analizar el extracto de saturación para conocer el tipo de sales que producen esa conductividad. ANÁLISIS A REALIZAR SEGUN LOS OBJETIVOS DEL ESTUDIO Es deseable realizar en todas las muestras el pH, la conductividad eléctrica, la textura y la materia orgánica (en muestras superficiales). A continuación, se dan unas recomendaciones para cada caso concreto: Fertilidad Capacidad de intercambio catiónico y saturación por bases en los primeros horizontes. Nutrientes (N/P/K), en los dos primeros horizontes. Si se fertiliza con purines de cerdo es importante controlar el contenido en cobre en los primeros centímetros del suelo. Riego Capacidad de campo en todos los horizontes del suelo. Extracto de saturación en todos los horizontes, si se trata de suelos salinos o se riega con aguas salinas. Cualquier transformación agraria Realizar todos los análisis posibles. Parcelas regadas con aguas residuales Conductividad eléctrica en todos los horizontes. Metales pesados en el horizonte superficial. Jardinería Nutrientes en los dos primeros horizontes. Caliza total y activa si el pH es mayor de 7. Extracto de saturación si C. E. es mayor de 800 micromhos/cm. Es aconsejable controlar con mucha atención la conductividad eléctrica de las turbas y enmiendas orgánicas que se aporten. Es recomendable analizar tanto la tierra natural del jardín como las tierras que se van a aportar. ANÁLISIS DE AGUA Las aguas naturales, al estar en contacto con diferentes agentes (aire, suelo, vegetación, subsuelo, etc.), incorporan parte de los mismos por disolución o arrastre; o incluso, en el caso de ciertos gases, por intercambio. A esto, es preciso unir la existencia de un gran número de seres vivos en el medio acuático que interrelacionan con el mismo, mediante diferentes procesos biológicos en los que se consumen y desprenden distintas sustancias. Esto hace que las aguas dulces puedan presentar un elevado número de sustancias en su composición química natural, dependiendo de diversos factores tales como: las características de los terrenos atravesados hasta llegar al predio en cuestión, las concentraciones de gases disueltos, entre otros. Entre los compuestos más comunes que se pueden encontrar en las aguas dulces están: carbonatos, bicarbonatos, sulfatos, cloruros y nitratos, como constituyentes mayoritarios; mientras que los fosfatos y silicatos, metales y gases disueltos como oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono2, se encuentran como constituyentes minoritarios. El principal problema relacionado con la calidad del agua de riego es su salinidad; la cual se refiere a la cantidad total de sales disueltas en ella. El alto nivel de sales en el agua de riego reduce la posibilidad de absorción nutrimental de la planta, disminuyendo su rendimiento. Por esta razón, es necesario considerar que el recurso agua, usado para el riego del cultivo de caña de azúcar, posee características específicas para cada región, haciendo necesario un análisis detallado a fin de conocer las condiciones que presenta. La calidad del agua de riego también afecta las propiedades físicas del suelo, incluso si todas las demás condiciones y prácticas de producción son favorables u óptimas. Los parámetros que determinan la calidad del agua de riego se dividen en tres categorías: químicos, físicos y biológicos. Para el caso de muestreo de agua, debe colectarse una muestra representativa de ella, para poder determinar sus características físicas, químicas y biológicas. PARÁMETROS DE CONTROL: Las aguas contaminadas presentan compuestos diversos en función de su procedencia: pesticidas, tensoactivos, fenoles, aceites y grasas, metales pesados, etc. La composición específica de un agua determinada influye en propiedades físicas tales como densidad, tensión de vapor, viscosidad, conductividad, etc. Los parámetros de control se pueden agrupar de la siguiente manera: Físicos Características organolépticas Color Olor sabor Elementos flotantes Temperatura Sólidos Conductividad Radioactividad Químicos pH Materia Orgánica (Carbono orgánico total, COT) DBO DQO Nitrógeno y compuestos derivados (amoniaco, nitratos, nitritos, etc.) Fósforo y compuestos derivados (fosfatos) Aceites y grasas Hidrocarburos Detergentes Cloro y cloruros Fluoruros Sulfatos y sulfuros Fenoles Cianuros Haloformos Metales Pesticidas Gases disueltos Oxígeno Nitrógeno Dióxido de carbono Metano Ácido sulfhídrico Biológicos Coliformes totales y fecales Estreptococos fecales Salmonellas Enterovirus MUESTREO La toma de muestras de aguas es una faceta importante a considerar previa al análisis, pues de nada servirá realizar determinaciones analíticas muy precisas si las muestras que llegan al laboratorio no son representativas para los fines que se realiza el análisis. Los aspectos principales objeto de atención en la toma de muestras son: Parámetros de estudio Serán enumerados los parámetros físico-químicos, microbiológicos y toxicológicos objeto de estudio. Por otra parte, se establecerá cuáles de ellos serán determinados in situ y cuales, en laboratorio, en función de los objetivos del estudio y las posibilidades técnicas en cada caso. Tipo de muestras a recoger Según los objetivos del estudio de los vertidos o cauces naturales y los recursos con que se cuente se pueden recoger y analizar muestras únicas a) Sencillas: formadas por diferentes submuestras tomadas en un mismo punto en diferentes momentos b) Muestras compuestas: muestras tomadas en diferentes puntos en un mismo momento c) Muestras integradas: Estas últimas tienen la ventaja de la reducción del número de 7análisis para una misma precisión de estudio, pero cuenta con la desventaja de no registrar picos de contaminación y no ser utilizable para la determinación de algunos parámetros (microbiológicos y gases disueltos). Volumen de la muestra Es esencial, en esta fase previa, la definición de la cantidad de muestra de aguas a recoger. Esta debe ser suficiente para llevar a cabo todos los análisis y ensayos previstos y realización de repeticiones en caso necesario (control de calidad, contraste frente a disconformidades, etc.). Número de muestras a determinar Uno de los aspectos principales de la planificación de los trabajos de campo es la elección adecuada del mínimo número de muestras a recoger y analizar para que el muestreo del vertido de aguas residuales resulte estadísticamente representativo. Diversos parámetros varían con el tiempo, por lo que, si no pueden evaluarse in situ, deben preservarse mediante aditivos. Los aditivos varían según el compuesto específico a determinar por lo que puede ser necesario tomar varias muestras. La temperatura, el pH y los gases deben determinarse inmediatamente en el lugar de muestreo. Muestreo en ríos Se efectúa 50 m antes del vertido En el vertido Después del vertido, en la zona de mezcla, 100 m (las aguas no se han mezclado completamente con el cauce receptor) A distancias crecientes del vertido, hasta que la influencia del mismo no se manifieste No en remansos. Muestreo en lagos Lejos de las orillas A profundidad variable Lejos del fondo para no incluir sedimentos. Volumen muestra 2-4 litros Envases Vidrio o polietileno Lavado con HCl 1N y H2O destilada Esterilización en autoclave. El tiempo transcurrido entre el muestreo y el análisis ha de ser el mínimo posible. Un método general de conservación es mantener la muestra a 4ºC en la oscuridad. La tabla recoge, para diversos compuestos, el tiempo máximo que debe transcurrir entre la toma de muestra y el análisis, así como el método de conservación. Los métodos de conservación de muestras de agua son: 1.- Refrigeración a 4ºC 2.- H2SO4 (pH =2) 3.- H2SO4 (pH < 2) 4.- NaOH (pH =12) 5.- Congelación y oscuridad 6.- 20 mg/L HgCl2 7.- H3PO4 (pH <4 1 g/L CuSO4) 8.- Filtrar in situ 9.- HNO3 (pH < 2) 10.- 2 mL acetato de zinc 2N
