Suelo de sulfato ácido
Los suelos ácidos sulfatados son suelos, sedimentos o sustratos orgánicos naturales (p. ej ., turba ) que se forman en condiciones de inundación. Estos suelos contienen minerales de sulfuro de hierro (predominantemente como el mineral pirita ) o sus productos de oxidación . En un estado no perturbado por debajo del nivel freático, los suelos ácidos sulfatados son benignos. Sin embargo, si los suelos son drenados, excavados o expuestos al aire por un descenso del nivel freático, los sulfuros reaccionan con el oxígeno para formar ácido sulfúrico . [1]
La liberación de este ácido sulfúrico del suelo puede, a su vez, liberar hierro , aluminio y otros metales pesados y metaloides (particularmente arsénico ) dentro del suelo. Una vez movilizados de esta manera, el ácido y los metales pueden crear una variedad de impactos adversos: matar la vegetación, filtrarse y acidificar las aguas subterráneas [2] [3] y cuerpos de agua superficiales, [4] [5] matar peces y otros organismos acuáticos, y degradar las estructuras de hormigón y acero hasta el punto de fallar. [1]
Los suelos y sedimentos más propensos a convertirse en suelos ácidos sulfatados se formaron en los últimos 10 000 años, después del último aumento importante del nivel del mar . Cuando el nivel del mar subió e inundó la tierra, el sulfato del agua de mar se mezcló con los sedimentos terrestres que contenían óxidos de hierro y materia orgánica. [1] En estas condiciones anaeróbicas , las bacterias litotróficas como Desulfovibrio desulfuricans obtienen oxígeno para la respiración a través de la reducción de iones de sulfato en el mar o aguas subterráneas, produciendo sulfuro de hidrógeno. Este, a su vez, reacciona con el hierro ferroso disuelto, formando cristales framboides de grano muy fino y altamente reactivos de sulfuros de hierro como ( pirita ). [1]Hasta cierto punto, las temperaturas más cálidas son condiciones más favorables para estas bacterias, creando un mayor potencial para la formación de sulfuros de hierro. Los ambientes tropicales inundados, como los manglares o los estuarios, pueden contener niveles más altos de pirita que los que se forman en climas más templados. [6]
La pirita es estable hasta que se expone al aire, momento en el cual la pirita se oxida rápidamente y produce ácido sulfúrico. Los impactos de los lixiviados del suelo con sulfato ácido pueden persistir durante mucho tiempo y/o alcanzar su punto máximo estacionalmente (después de los períodos secos con las primeras lluvias). En algunas áreas de Australia, los suelos de sulfato ácido que se drenaron hace 100 años todavía liberan ácido. [7]
Cuando se drenan, los suelos que contienen pirita (FeS 2 ) (también llamados arcillas catalíticas) pueden volverse extremadamente ácidos ( pH < 4) debido a la oxidación de la pirita en ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ). En su forma más simple, esta reacción química es la siguiente:
El producto Fe(OH) 3 , hidróxido de hierro(III) (naranja), precipita como un mineral sólido e insoluble por el cual se inmoviliza el componente de alcalinidad , mientras que la acidez permanece activa en el ácido sulfúrico . El proceso de acidificación va acompañado de la formación de altas cantidades de aluminio (Al 3+ , liberado de los minerales arcillosos bajo la influencia de la acidez), que son perjudiciales para la vegetación. Otros productos de la reacción química son:
