¿A dónde van los pesticidas y sus productos de degradación una vez que ingresan al suelo? ¿Y cuánto tardan en llegar a las aguas subterráneas o los sistemas de drenaje? Eso depende de un número de factores, pero los investigadores de la Universidad de Aarhus se han acercado un paso más a encontrar respuestas rápidas. Por primera vez, han utilizado espectroscopía visible / infrarroja cercana para predecir el transporte de sustancias químicas disueltas a través del suelo intacto.

La capacidad de los suelos para transportar sustancias químicas disueltas depende de la textura y estructura del suelo. El seguimiento del tiempo de viaje de estos solutos generalmente se lleva a cabo en el laboratorio midiendo las curvas de avance, donde se registra la aplicación de un soluto en la superficie del suelo y su aparición en el tiempo en el fondo. Obtener curvas de avance a partir de estudios de laboratorio es extremadamente costoso, así como también requiere mucho tiempo y trabajo. por lo que el equipo de científicos de la Universidad de Aarhus y la Universidad de Aalborg decidió pensar fuera de la caja y usar espectroscopía visible / infrarrojo cercano (vis-NIR) para predecir curvas de avance, por primera vez en la historia.

Aplicando la tecnología de una nueva forma

La espectroscopia Vis-NIR es bien reconocida por su velocidad de medición y su bajo costo de adquisición de datos. Se puede utilizar para la estimación cuantitativa de propiedades básicas del suelo, como arcilla y materia orgánica.

El equipo de científicos utilizó espectroscopía vis-NIR para predecir las curvas de avance de los solutos en una gran variedad de columnas de suelo intactas de seis campos representativos en Dinamarca. Promediado en el campo individual, la nueva tecnología estimó las curvas de avance con un alto grado de precisión.

"Descubrimos que podíamos medir el transporte de masa de sustancias químicas disueltas con bastante precisión con espectroscopía vis-NIR. Nuestros hallazgos pueden allanar el camino para las mediciones de próxima generación y el monitoreo del transporte de sustancias químicas disueltas por espectroscopía, "dice la profesora Lis Wollesen de Jonge, uno de los científicos del equipo y coautor de su artículo en Informes científicos .

Es importante comprender la lixiviación química a través del suelo

La intensificación de la producción agrícola para satisfacer la creciente demanda de productos agrícolas está aumentando el uso de productos químicos. El uso extensivo de agroquímicos provoca la contaminación de los recursos hídricos. Esta, Sucesivamente, plantea serias amenazas a los ecosistemas acuáticos, salud humana, y el medio ambiente. La presencia de agroquímicos y sus productos de degradación por encima de los límites permitidos en los pozos de agua potable ha obligado al cierre de numerosos pozos y a la implementación de estrictas regulaciones sobre el uso de agroquímicos en la UE.

Por lo tanto, comprender la lixiviación de solutos a las aguas subterráneas y poder medir y modelar sus tiempos de transporte son importantes para nuestra salud y el medio ambiente. El suelo juega un papel importante en este sentido debido a sus múltiples funciones. El suelo es fundamental para la producción agrícola, por su capacidad para filtrar nutrientes y contaminantes, y para almacenar y reciclar material orgánico.

El suelo también es la vía de transporte más importante para los agroquímicos al agua subterránea. La capacidad del suelo para filtrar agroquímicos disueltos depende de las propiedades del suelo y de la interacción entre los solutos disueltos y las propiedades del suelo. y está influenciado por la forma en que se utilizan y gestionan los suelos.

La estructura del suelo es una propiedad muy dinámica ya que está influenciada por propiedades básicas del suelo como la textura, materia orgánica, carbonatos y óxidos metálicos, clima, y prácticas de manejo y uso de la tierra. Dependiendo de la estructura del suelo, cerca de la saturación, el agua y los productos químicos disueltos pueden transportarse uniformemente a través del suelo, o rápidamente a través de vías específicas en el suelo con varios grados de intercambio de masa entre la matriz del suelo y las vías de transporte.

Futuras vías de exploración

Se han desarrollado varios modelos de transporte de solutos para tener en cuenta los diferentes procesos de transporte y facilitar la predicción del transporte de sustancias químicas disueltas a través del suelo.

"Los principales desafíos en lo que respecta a la evaluación de riesgos son obtener una estimación precisa de una serie de parámetros que se utilizan como entrada en los modelos de transporte de solutos y tener en cuenta las diferencias espaciales en esas propiedades de transporte, ", Explica Lis Wollesen de Jonge.

Aunque hay una ligera subestimación de las variaciones dentro del campo con espectroscopía vis-NIR, la eficiencia de esta tecnología en términos de costo y velocidad de medición puede pesar más que las costosas y precisas mediciones utilizando métodos convencionales de propiedades del suelo que generalmente tienen una gran variabilidad espacial.

Para perfeccionar la tecnología, Deben investigarse enfoques para reducir el error de estimación resultante de diferencias en la estructura del suelo que no pueden ser capturadas por espectroscopía vis-NIR. Otra vía de exploración para mejorar la precisión de las predicciones podría ser la integración de la espectroscopia vis-NIR con otra información fácilmente disponible. como información sobre la estructura del suelo basada en estudios de suelo o pruebas de campo rápidas.