Nanopartículas de hierro/ sulfuro de hierro sintetizadas en prototipo y aplicadas en suelo dedicado al cultivo de cacao en Puerto Quito como tratamiento para inmovilizar cadmio

Abstract

En Ecuador, se ha evidenciado que más del 60% de los sectores productores de cacao presentan concentraciones de cadmio en mazorca superior al nivel crítico de 0,5 mg/kg, el cual está relacionado con el contenido de Cd en suelo y su disponibilidad. Se han experimentado varias metodologías con el propósito de reducir el cadmio disponible, como el uso de enmiendas con materiales orgánicos e inorgánicos. A nivel de laboratorio se ha realizado la aplicación de nanopartículas multicomponente de hierro/sulfuro de hierro (NPs/MC Fe/FeS) a pequeña escala (<4L) para reducir la disponibilidad de Cd en suelo, obteniéndose buenos resultados. Sin embargo, para que el tratamiento sea validado en campo fue necesario verificar su efectividad a escala mayor a 200L. En este contexto, el objetivo del estudio fue sintetizar NPs/MC Fe/FeS usando un prototipo de campo para luego aplicarlas en suelo dedicado al cultivo de cacao en una finca de Puerto Quito. En la síntesis de las NPs se usó cloruro de hierro (10g), sulfato de sodio (27g), borohidruro de sodio (237g) y sulfito de sodio (42g), compuestos químicos que fueron disueltos en agua de lluvia y posteriormente procesados en un prototipo, siguiendo un protocolo estandarizado a escala de laboratorio y el manual de usuario del equipo. La aplicación de las nanopartículas en campo se realizó por goteo en pozos de inyección situados alrededor de cada árbol de cacao. La evaluación de la inmovilización de cadmio en el suelo se llevó a cabo mediante extracción secuencial del metal pesado en 5 fracciones (intercambiable; ligada a carbonatos; ligada a óxidos de hierro y manganeso; ligada a materia orgánica y residual) y cuantificando el cadmio disponible en las fracciones intercambiable y unido a carbonatos. El suelo en estudio mostró buenas características para el cultivo de cacao y baja concentración de Cd en la fracción intercambiable (0,021mg/kg de suelo), el cual, después de 15 días del tratamiento se redujo en un 12%, movilizándose a la fracción residual del suelo. De los resultados de la aplicación de campo, se concluye que existe efectivamente inmovilización de Cd en el suelo, reduciéndose la disponibilidad para que el metal sea absorbido por el sistema radicular de las plantas de cacao.