Alexander Neaman
Instituto de Ingeniería Agraria y Suelos, Universidad Austral de Chile
Rosanna Ginocchio
Departamento de Ecosistemas y Medio Ambiente, Center of Applied Ecology and Sustainability, P. Universidad Católica de Chile
Yasna Tapia
Departamento de Ingeniería y Suelos, Universidad de Chile
Alexey Novoselov
Instituto de Geología Económica Aplicada, Universidad de Concepción
Existe certeza que en el norte y centro de Chile las rocas son naturalmente abundantes en cobre y otros elementos minerales (por ejemplo, arsénico, el cual en este artículo será referido como "metal" para simplificar el contexto, aunque es un metaloide). Este hecho hace que las concentraciones de metales sean naturalmente altas en los suelos de esta zona del territorio, en comparación con el resto del país u otras partes del mundo. Estas concentraciones naturales se definen como "concentraciones de línea base" o "background" en inglés.
Las altas concentraciones de cobre en las rocas posibilitan que Chile sea un país minero y líder mundial en la producción de este recurso. Sin embargo, como consecuencia de esta actividad productiva se ha generado un enriquecimiento antrópico de suelos con metales, en diversas áreas del norte y centro. Al mismo tiempo, otras actividades económicas también han enriquecido los suelos con metales, como la agricultura que ha incrementado dicha concentración en algunas zonas debido al uso intensivo de pesticidas y fertilizantes químicos (Schoffer et al. 2020).
Legislación Inexistente
En Chile existe preocupación por la contaminación de los suelos con metales, sin embargo, no contamos con una legislación nacional al respecto. En este escenario, cabe preguntarse: ¿Las leyes de otros países son adecuadas para nuestra realidad?, ¿cómo se puede desarrollar una regulación soberana y apropiada?
En ausencia de una normativa específica para regular la contaminación antrópica de los suelos del país con metales, el Reglamento del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (D.S. N°40/2012), en el Titulo II, artículo 11, presenta una lista de 14 países cuyas normas de calidad ambiental y de emisión pueden ser utilizadas como referencias. En la temática de interés, los autores de este artículo realizaron un exhaustivo análisis y llegaron a la conclusión que Italia es uno de los países que más se asemeja a Chile desde el punto de vista geoquímico (Neaman et al. 2020). Asimismo, la legislación italiana establece concentraciones máximas de metales en suelos. Entonces, ¿la legislación italiana será la más aplicable para regular la contaminación antrópica con metales en suelos de Chile?
Para responder a esta interrogante, estudiamos suelos ubicados en la cuenca del río Aconcagua (Región de Valparaíso), en áreas donde no se realizan actividades humanas. Es decir, las concentraciones de metales en suelos de esas zonas representan una condición natural o de línea base, que para el cobre total fue de 134 mg/kg. Ese valor está por encima del límite legislativo de Italia (120 mg/kg), o sea, aplicando la legislación italiana en Chile, se puede llegar a una conclusión errónea de que todos los suelos evaluados están contaminados, incluso en áreas con ausencia de actividades antrópicas (ver tabla adjunta). Por otro lado, los estudios realizados demuestran que el contenido de línea base de cobre total en suelos de la cuenca del Aconcagua no representa ningún riesgo para la biota presente (por ejemplo, Verdejo et al. 2015). En otras palabras, el límite legislativo de Italia para cobre en suelos representa un valor muy exigente para la realidad chilena y puede señalar riesgo ambiental donde no lo hay.
Tabla:
Umbrales de concentraciones totales de metales en suelos
| Valor umbral (mg/kg) | Arsénico | Cobre | Plomo |
| Línea base, cuenca del estero Casablanca1 | 11 | 55 | 30 |
| Línea base, cuenca del estero Aconcagua1 | 13 | 134 | 34 |
| Límite legislativo en Italia2 | 20 | 120 | 100 |
| Toxicidad para humanos3 | 20 | n.i. | 80 |
n.i. = no hay información disponible. No obstante, se ha estimado una dosis de referencia de ingesta oral de 0,04 mg de Cu por kilógramo del peso de cuerpo por día como el límite para generar toxicidad por cobre en humanos (adultos y niños) a partir de agua y alimentos (Taylor et al. 2020).
1 Neaman et al. (2020).
2 Ministry for Environment and Territory and Sea (2014).
3 Concentración máxima permitida en áreas residenciales (Mielke et al. 1999, Mielke et al. 2011).
Claves para Regular
Actualmente, sociedades científicas, académicos y organizaciones no gubernamentales (ONGs) están elaborando un Proyecto de Ley Marco de Suelos que vele por la protección de este recurso y de los servicios ecosistémicos que entrega al ser humano. Uno de los tópicos de esta ley es la contaminación de los suelos. En este contexto, ¿cómo establecer los contenidos máximos permisibles de metales en los suelos chilenos?
Para abordar ese tema, en primer lugar, es preciso definir el criterio para llamar a un suelo como "contaminado". Algunos investigadores proponen referirse a la contaminación cuando la concentración de un metal en el suelo sobrepasa tres veces el valor de la línea base. Según nuestro parecer, tal criterio es aplicable a suelos con bajas concentraciones naturales de metales. Sin embargo, en el caso de la cuenca del Aconcagua, los contenidos triples del valor de la línea base representarán un riesgo para la salud humana, en el caso de arsénico y plomo (ver tabla adjunta). Aunque los criterios de toxicidad de estos elementos para la salud humana se han establecido en estudios extranjeros, será imprudente no considerarlos debido a ausencia de estudios análogos en Chile.
Bioensayos con lombrices permiten analizar el riesgo para la biota de los metales en los suelos.Por lo tanto, proponemos considerar como "contaminado" cualquier suelo cuyas concentraciones de metales superen la línea base. Para tal efecto, será importante realizar estudios en cada cuenca hidrográfica del país, debido a la variabilidad en las concentraciones naturales de metales presentes en los suelos.
Un ejemplo de esto último son las grandes diferencias entre las cuencas Casablanca y Aconcagua, presentadas en la tabla adjunta, lo cual se debe a la distinta composición de las rocas. Aunque ambas cuencas se encuentran ubicadas en la Región de Valparaíso, en la primera predominan rocas plutónicas intermedias (dioritas y granodioritas), mientras que en la segunda son más abundantes las rocas volcánicas (basaltos, andesitas y dacitas), tal como se puede apreciar en la figura adjunta.
Esos tipos de rocas se caracterizan por química y mineralogía distintas. A la vez, los metales de interés tienden a concentrarse en minerales específicos. Por ejemplo, la calcopirita (CuFeS2) es el mineral de cobre más importante. Por otro lado, el mayor contenido de Cu se puede encontrar en rocas volcánicas asociadas con el magmatismo de arco, como basaltos y andesitas. En este contexto, las vulcanitas máficas e intermedias entregan mayores concentraciones de cobre a los suelos de la cuenca del río Aconcagua, en comparación con la cuenca del estero Casablanca.
Figura:
Tipos de rocas en las cuencas de los ríos Casablanca y Aconcagua.
Evaluación de Riesgo
Hoy en día, la ciencia no es capaz de predecir correctamente la biodisponibilidad de los metales en el suelo. Es decir, no se logra pronosticar, de manera robusta, si ocurren o no efectos tóxicos sobre los organismos. Respecto a los riesgos de metales en suelos para la biota, se pueden realizar ensayos de toxicidad (bioensayos), en condiciones de laboratorio o de terreno, basándose en los protocolos internacionales.
Se ha demostrado que sólo una fracción del total del metal presente en un suelo se encuentra biodisponible. Justamente por eso, la presencia de altas concentraciones de metales en suelos no significa necesariamente que ocurran efectos tóxicos. Esta situación, para el caso de la biota, fue demostrada en diversos estudios realizados a nivel nacional (por ejemplo, Ginocchio et al. 2002, Tapia et al. 2013) e internacional.
Debido a esta razón, las regulaciones relacionadas con la contaminación del suelo, a nivel internacional, han evolucionado hacia normativas basadas en evaluaciones de riesgo para la biota y/o la salud humana (por ejemplo, Reinikainen et al. 2016), en vez de valores umbrales específicos basados en los contenidos totales o parciales de metales en el suelo.
Es importante destacar que la evaluación de riesgo ambiental (para la salud humana y la biota) debe realizarse en forma sitio-específica ya que hay diversos factores que determinan la fracción biodisponible del metal y, por ende, la exposición real de la biota o humanos a los contaminantes y la eventual ocurrencia de efectos negativos (toxicidad). Estos factores incluyen las características fisicoquímicas de los suelos, el clima del lugar, la forma química/mineralógica en la que se encuentra el contaminante en el suelo y la sensibilidad (o tolerancia) intrínseca de la biota presente, entre otros.
Los autores proponen hacer estudios de línea base en cada cuenca hidrográfica y considerar como "contaminado" todo suelo cuyas concentraciones de metales la superen.Respecto a los riesgos de los metales en suelos para la salud humana, se puede llevar a cabo una evaluación sitio-específica utilizando, por ejemplo, hortalizas. Si los contenidos de metales en las partes comestibles de las hortalizas están por debajo de los valores umbrales, no hay riesgo para la salud humana. Sin embargo, la tasa de consumo de hortalizas y otras vías de exposición (por ejemplo, ingestión accidental del suelo) también deben considerarse en esta evaluación (Lizardi et al. 2020).
Finalmente, será necesario realizar estudios de concentraciones de metales en la sangre y/u orina de las personas que habitan en áreas contaminadas, para luego contrastar los valores obtenidos con los umbrales establecidos por la Organización Mundial de la Salud. Tales estudios son escasos en el país y se han realizado principalmente en el caso de intoxicaciones agudas de la población.
Conclusiones
Debido a altas concentraciones naturales o de línea base de metales en los suelos del país, existe una necesidad de avanzar hacia el desarrollo de una legislación soberana respecto a los suelos contaminados por metales. Esta regulación debe considerar las condiciones locales (por ejemplo, línea base, tipo de suelo y condiciones climáticas), en lugar de adaptar y/o adoptar leyes extranjeras que pueden sobreproteger o subproteger la biota presente.
La futura legislación chilena respecto a la contaminación del suelo debe basarse en evaluaciones de riesgo ambiental, o sea para la biota y/o la salud humana, en vez de valores umbrales específicos basados en concentraciones totales o parciales de metales presentes en el suelo.
Finalmente, se agradece a ANID PIA/BASAL FB0002 (Center of Applied Ecology and Sustainability, CAPES) por el financiamiento para el desarrollo y difusión de este estudio.
Artículo publicado en InduAmbiente 169 (Marzo-Abril 2021), páginas 36 a 39.
