Contaminantes producidos por las llantas desde una perspectiva de su uso como contenedores para hortalizas

Introducción

Figura 1: Una demostración de huertos urbanos de ECHO utiliza llantas para sembrar una variedad de vegetales (como este  pimiento de sabana, Capsicum frutescens ‘Indian Firecracker’) y árboles frutales (Fuente: personal de ECHO).

Cuando tratan de encontrar contenedores para cultivos que sean accesibles en los países en desarrollo, las organizaciones y trabajadores en todas partes han promovido el uso de un material de desecho que está siempre disponible: las llantas. A lo largo de los años muchos han preguntado si las llantas contienen o no químicos dañinos que podrían ser potencialmente absorbidos por nuestros cultivos.  Este artículo está escrito para dar a conocer lo que encontramos en nuestra investigación en literatura existente sobre este tema.  

Gran parte de la literatura sobre este tema corresponde a llantas que han sido recicladas y convertidas en partículas pequeñas. En comparación con la pared lateral de un contenedor de llanta, la superficie del área de la llanta que está en contacto con el medio de cultivo es mucho más grande y contiene pequeños trozos de caucho.  Mucha de la información disponible también tiene que ver con las toxinas contenidas en las cenizas de las llantas quemadas, o las toxinas que se lixivian de las llantas que son sometidas a soluciones ácidas potentes.  Por supuesto, los contenedores de llantas usados para huertos no son convertidos en ceniza.  Más aún, el medio usado para el cultivo de plantas en llantas no es ni por cerca tan ácido como las soluciones usadas a menudo para estudiar los contaminantes en lixiviado de llantas.  

No obstante, las llantas contienen cantidades ínfimas de cuatro metales que se sabe son tóxicos para los humanos.  La mayor parte de la discusión que se presenta a continuación se relaciona con los elementos metálicos pero también hay una breve discusión acerca de los contaminantes orgánicos.  El artículo concluye con prácticas sugeridas para que el cultivo de hortalizas en llantas sea lo más seguro posible.  Este artículo no pretende ser exhaustivo o definitivo. Dependiendo de la retroalimentación y de lo que aprendamos en la marcha, estamos abiertos a recibir artículos de seguimiento sobre este tema.

Metales traza

Cadmio

El cadmio puede ser altamente tóxico para los humanos. Por suerte, en las llantas se encuentra solamente en cantidades ínfimas si es que lo contienen.  En un estudio realizado en el RU fragmentos de llantas elaboradas por diez empresas distintas se expusieron a una solución ácida (pH of 2.5) para observar cuánto se lixiviaría de cada metal (Horner 1996). En ese estudio la concentración de cadmio en el lixiviado fue considerada insignificante  mostrando un contenido de 0 a 3 ppm.  En un estudio efectuado en Nepal las cenizas de llantas quemadas fabricadas por una empresa de China  (Yin Zhu) contenían  cantidades considerablemente mayores de cadmio (27 ppm) (Shakya et al. 2006); esta fue la única llanta fabricada por cuatro empresas asiáticas que contenía concentraciones de cadmio en las cenizas por encima de 0.1 ppm. Hay que hacer la observación de que hasta los suelos que no contienen contaminantes industriales contienen cierta cantidad de cadmio.  La concentración de cadmio en los suelos agrícolas de EE.UU. --- donde no existe presencia de contaminantes---varía de 0.1 a 1.0 ppm  (Holmgren et al. 1993). Los suelos cercanos a sitios industriales a menudo contienen 24 ppm o más de cadmio.  

En un estudio reaIizado en Redeemer University College, se encontró que una muestra de llanta contenía 0.9 ppm de cadmio.  Sin embargo, fragmentos de cadmio empapados en soluciones que contenían un pH de 3 a 8 no lixiviaron cantidades medible de cadmio en un período de seis semanas (Berkelaar 2016). Además, las plantas de lechuga (conocidas por su capacidad de acumular fácilmente cadmio) cultivadas en soluciones hidropónicas para el crecimiento que contenían fragmentos de llanta no contenían más cadmio que las plantas cultivadas en soluciones  que no contenían llantas. Básicamente, si bien las llantas contienen cierta cantidad de cadmio, no se encontró evidencia de que éste podría lixiviarse fácilmente desde las llantas o ser absorbido por las plantas—al menos durante el período de tiempo que duró del estudio.

Cromo

El cromo también puede tener repercusiones negativas sobre la salud humana.  Su grado de toxicidad depende de la forma (estado de valencia) en el cual este existe.  La alteración de minerales resulta de forma natural en el Cr3+ (Ahmad et al. 2013) que ocurre naturalmente. Es más preocupante el cromo como Cr6+ , que es generado por la actividad industrial (tintes, pinturas y el curtido de pieles) y es móvil en el suelo.  Este metal ni siquiera fue mencionado en el estudio del RU (Horner 1996). En el estudio de Nepal se consideró que la presencia de cromo en las cenizas de llantas era baja (0.14 a 1.18 ppm). En suelos no contaminados el cromo está presente en concentraciones de 10 a 50 ppm (Risikesh Thankur et al. 2016). La materia orgánica puede unir (adsorber) y/o convertir (reducir) Cr6+ al menos tóxico Cr3+ (Bartlett y Kimble 1976; Lee et al. 1999).

Plomo

El plomo está más concentrado en las llantas que el cadmio o el cromo (8.1 a 22.33 ppm de acuerdo a Horner, 1996). Su concentración en los suelos va de 10 a 50 ppm, con cantidades mayores en las áreas urbanas (de 150 hasta tan alto como 10,000 ppm) (Stehouwer y Macneal 2016) debido al histórico uso de combustibles con plomo. Solamente una pequeña cantidad del plomo contenido en los suelos está disponible para las plantas (Porrut et al. 2011). El plomo no desempeña ninguna función esencial en las plantas pero puede ser absorbido por éstas a en las soluciones que se encuentran en la tierra a través de las raíces.  En el estudio del RU al que se hizo referencia anteriormente, la cantidad de plomo encontrado en los lixiviados fue considerada insignificante, sin embargo, lograron medir 1160 ppm de plomo en el suelo de un botadero de llantas.  Este hecho es algo para ser considerado ya que es probable que la eventual descomposición y la degradación severa de las llantas sean los causantes de esta contaminación. Las plantas pueden absorber algunas formas de plomo y en algunas ocasiones también comenzarán a mostrar síntomas de intoxicación por lo que esto es algo que hay que observar.  También queda por verse cuanta disponibilidad de plomo tienen las plantas.  Para complicar las cosas, las plantas pueden contener cantidades preocupantes de oligoelementos y no mostrar toxicidad.

Zinc

El último metal traza se encuentra en las mayores concentraciones y se sabe es un contaminante de importancia que se lixivia de las plantas: el zinc.  Se encuentra en cantidades considerables en las llantas, cantidades que iban de 2524 a 6012 ppm en el estudio realizado en el RU.  El estudio nepalí también encontró cantidades muy grandes de zinc.  Este metal de hecho es un micronutriente esencial para las plantas y para los seres humanos.  En los humanos se ha encontrado que ayuda a combatir la gripe común y que posee algunos otros beneficios.  El zinc puede ser tóxico para los humanos pero en mi investigación encontré que estas cantidades tienen que ser muy altas (p.ej., más de 50 mg/día de acuerdo a Brown et al. 2001), y los síntomas disminuirán al simplemente descontinuar el consumo de cantidades excesivas ya que las personas pueden metabolizar el zinc.  En un estudio realizado para estudiar lixiviados producidos por llantas de caucho encima del suelo se dijo que había presencia de zinc en cantidades que podían ser dañinas para las plantas pero los autores del estudio concluyeron que era improbable que existiera toxicidad para los humanos (EHHI 2007).

¿Qué cantidad de un elemento en el suelo es considerada insegura?

Fue difícil obtener valores exactos de la literatura en cuanto a qué constituyen concentraciones seguras o inseguras en el suelo para cada uno de los metales traza mencionados anteriormente.  Esto se debe en gran parte a que la absorción de metales por parte de las plantas varía con distintos factores relacionados con el suelo, incluyendo el pH, la materia orgánica, la temperatura y la concentración de otros minerales en el suelo tales como fósforo y calcio      Sin embargo, Grubinger y Ross (2007), brindaron valores del Departamento de Conservación Ambiental de Nueva York (Diciembre de 2006) que pueden servir como punto de partida en el establecimiento de un límite superior aceptable de cada elemento para el uso de tierras agrícolas. Esos valores, en mg/kg (ppm), son: 0.43 (cadmio); 11 (cromo); 200 (plomo) y 1100 (zinc). Reconocer que 1) algunos metales pueden estar presentes de forma natural en el suelo colocado en llantas; 2) algunos contaminantes, especialmente en los alrededores de carreteras o en áreas urbanas, pueden provenir de otras fuentes distintas a las llantas; y 3) las guías para otras regiones y países pueden diferir.

Contaminantes orgánicos

Estos incluyen el disulfuro de carbono, el tolueno, el fenol y el benceno.  En una revisión separada de investigaciones sobre contaminantes de llantas, Sullivan (2006) citó documentos de la Organización Mundial de la Salud que dan a conocer que las llantas contienen sustancias orgánicas potencialmente dañinas pero que su toxicidad hacia los humanos sería improbable en las cantidades lixiviadas por las llantas.  Sullivan expresó que los contaminantes orgánicos tienen mayor probabilidad de lixiviar en suelos con un pH alto.

Mejores prácticas para reducir el riesgo

Tomando en cuenta todas estas cosas, he aquí algunas recomendaciones en cuanto al uso de llantas como contenedores para cultivos:

1. Primero que todo, no utilice llantas que estén seriamente deterioradas.  El uso de llantas que hayan sido descartadas por el desgaste de su banda de rodamiento probablemente sea lo más recomendable, pero evite usar llantas que se estén desintegrando o deshaciéndose en pedazos.
2. Evite el contacto del suelo con superficies cortadas de la llanta ya que es más probable que ocurra lixiviación en este tipo de superficies que en otros.  Si es difícil evitar el uso de superficies cortadas, podría forrar la llanta con algún otro material para  ayudar a minimizar el contacto.
3. Tome en consideración la selección de su cultivo.  Es más probable que los metales traza se concentren en las raíces, en menor escala en las hojas y tallos y aún menos en las frutas y flores.  Además del hecho que los vegetales de raíces son de por sí difíciles de cultivar en el limitado espacio de una llanta, esto puede representar otro motivo para mejor cultivar hortalizas que produzcan fruto.  Además, si está preocupado por la toxicidad evite las variedades brásicas (p.ej., repollo, brócoli, coliflor) porque acumulan fácilmente metales traza.
4. Use sustratos no ácidos con mucha materia orgánica.  En un suelo con pH casi neutral (7.0) la mayoría de metales traza están menos disponibles para las plantas y los contaminantes orgánicos también tienen menos probabilidad de lixiviar.  Los materiales orgánicos tales como las hojas y estiércol en compost contienen abundantes sitios de intercambio con carga negativa que unen iones de metal con carga positiva evitando así que sean absorbidos por las plantas.

Literatura citada:

Ahmad, A., I. Khan, and H. Diwan. 2013. “Chromium Toxicity and Tolerance in Crop Plants.” In Crop Improvement Under Adverse Conditions, edited by Narendra Tuteja and Sarvajeet Singh Gill, 309–32. Springer New York. http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4614-4633-0_14.

Bartlett, R. J., and J. M. Kimble. 1976. “Behavior of Chromium in Soils: II. Hexavalent Forms1.” Journal of Environment Quality 5 (4): 383. doi: 10.2134/jeq1976.00472425000500040010x.

Berkelaar, E. 2016. Personal communication.

Environment and Human Health Inc. 2007. Artificial Turf: Exposures to Ground Up Rubber Tires-Athletic Fields, Playgrounds, Garden Mulch. http://www.ehhi.org/reports/turf/health_effects.shtml.

Grubinger, V. and D. Ross, 2011. Interpreting the Results of Soil Tests for Heavy Metals. University of Vermont Extension.

Horner, J. M.  1996.  “Environmental Health Implications of Heavy Metal Pollution from Car Tires.” Reviews on Environmental Health 11, no. 4: 175–78.

Lee, Suen-Zone, Lizone Chang, and Robert S. Ehrlich. 1999. “The Relationship between Adsorption of Cr(VI) and Soil Properties.” Journal of Environmental Science and Health, Part A 34 (4): 809–33. doi: 10.1080/10934529909376867.

Shakya, P.R., P. Shrestha, C.S.Tamrakar, and P.K. Bhattarai. 2006. Studies and Determination of Heavy Metals in Waste Tyres and their Impacts on the Environment. Pak. J. Anal. & Envir. Chem. Vol. 7, No. 2.

Stehouwer, R. and K. Macneal. “Lead in Residential Soils: Sources, Testing, and Reducing Exposure (Crops and Soils).” 2016. Crops and Soils (Penn State Extension). Accessed January 13. http://extension.psu.edu/plants/crops/esi/lead-in-soil.

Sullivan, J.P. 2006. An Assessment of Environmental Toxicity and Potential Contamination from Artificial Turf using Shredded or Crumb Rubber. Submitted to Turfgrass Producers International. www.ardeaconsulting.com/pdf/Assessment_Environmental_Toxicity_Report.pdf.

Thakur, Risikesh, G. D. Sharma, and B. S. Dwivedi and S. K. Khatik. 2016. “CHROMIUM : AS A POLLUANT.” I Control Pollution. Accessed January 12. http://www.icontrolpollution.com/articles/chromium--as-a-polluant-.php?aid=45697.