The occurrence of contaminants in crops grown under organic soil amendments and peri-urban soilsphytotoxicity and human health implications

Resumo

La agricultura moderna ha estado buscando continuamente métodos efectivos para satisfacer la demanda de alimentos que aumenta exponencialmente a nivel mundial. La aplicación de residuos orgánicos como fertilizante o enmienda de suelo es una medida ampliamente aceptada, ya que suministra nutrientes de manera eficiente y rápida a los cultivos. De hecho, desde 2015, la Comisión Europea ha propuesto un plan de economía circular que fomenta la enmienda del suelo con biosólidos. No obstante, la presencia de una amplia gama de contaminantes como elementos traza (ET), contaminantes orgánicos y contaminantes emergentes como antibióticos (AB) y genes de resistencia a antibióticos (ARG), ha sido reportada en algunos fertilizantes orgánicos. Las verduras pueden incorporar los contaminantes procedentes de suelos fertilizados con residuos orgánicos, amenazando la salud humana. Por esta razón, es necesaria la evaluación de los riesgos que puede provocar la aplicación de estos residuos orgánicos. Los fertilizantes orgánicos más utilizados son los desechos de origen animal (estiércol), el compost (fuentes vegetales o desechos de alimentos) y los desechos urbanos (lodos de depuradora y residuos domésticos). Actualmente, no existe ningún estudio que evalúe la incorporación de ET y AB por parte de las plantas con estos tres tipos de fertilizantes orgánicos, ni tampoco el impacto de la aplicación repetida de fertilizantes orgánicos sobre las mismas parcelas. Además, esta aplicación repetida de lodos de depuradora resultaría en la acumulación de Zn y Cu en el suelo modificado, y su presencia puede influir en la incorporación de otros contaminantes. Por tanto, en esta tesis doctoral se abordan tres aspectos relacionados con los contaminantes en hortalizas en diferentes actividades agrícolas: (1) aplicación de diferentes dosis de distintos residuos orgánicos a suelos de cultivo, que tiene como objetivo evaluar el efecto de esta fertilización en la incorporación de ET y AB en la hortaliza, (2) aplicación reiterada de residuos orgánicos en suelos de cultivo y seguimiento de la concentración de ET en hortalizas durante diferentes ciclos productivos, cuyo objetivo es evaluar el impacto de la fertilización orgánica a largo plazo, y (3) aplicación de lodos de depuradora y diferentes cantidades de Zn y Cu al suelo, con el objetivo de evaluar el efecto de estos metales sobre la acumulación de otros contaminantes como ET, AB y ARG en las hortalizas. Además, en todos los casos se evaluó el riesgo para la salud humana asociado al consumo de hortalizas. En áreas periurbanas, el suelo agrícola puede recibir la contaminación potencial de contaminantes procedentes de suelos fertilizados con residuos orgánicos, pero también los contaminantes potenciales derivados de las actividades urbanas. Estos contaminantes pueden influir en el crecimiento y desarrollo de los vegetales. En esta tesis, también se desarrolló un método simple y rápido para evaluar la contaminación del suelo. Para ello se utilizaron dos índices de crecimiento de plantas (tasa de germinación de semillas y alargamiento de raíces en la etapa inicial) en tres semillas de hortalizas para evaluar la contaminación química del suelo en agricultura de proximidad.