JORGE CHIRA

ECI 2011

BIODISPONIBILIDAD DE METALES PESADOS EN LA DETERMINACIÓN DEL

IMPACTO AMBIENTAL

Biodisponibilidad de metales pesados

• La determinación de los contenidos totales de metales pesados en sedimentos no es suficiente para evaluar el grado de Impacto Ambiental de una fuente contaminante, por lo que se hace necesario cuantificar y caracterizar las especies iónicas metálicas presentes. Dentro de las fases identificadas se tienen las fases biodisponiblesde cada elemento, dimensionando así el real impacto que causa sobre los seres vivos.

Biodisponibilidad de metales pesados• Para que los metales pesados puedan ejercer su

toxicidad sobre un ser vivo, éstos deben encontrarse disponibles para ser captados por éste, es decir que el metal debe estar biodisponible. El concepto de biodisponibilidad se encuentra íntimamente relacionado con las condiciones fisicoquímicas del ambiente. Por ello es fundamental, al determinar el grado de contaminación por metales pesados de un ambiente, conocer su biodisponibilidad, es decir, la concentración de metal libre y lábil presente.

ESPECIACIÓN QUÍMICA SECUENCIAL

La especiación química secuencial consiste en una serie de técnicas de extracción química “selectiva” que incluye la sucesiva remoción de los elementos mineralógicos y sus asociaciones, por ejemplo, el ácido acético atacará y disolverá solamente los carbonatos, el cloruro de magnesio neutral desplazará no solamente los adsorbatos sino también los adsorbentes.

MÉTODO TESSIERLa metodología de especiación secuencial química propuesta por TESSIER A. et al. (1979), se basa en un intento de reproducir las condiciones fisicoquímicas sobre matrices ambientales.El esquema de TESSIER A. consiste en la aplicación de extractantes selectivos en una secuencia, para determinar las formas de la solubilidad decreciente de los elementos metálicos.

Fases de extracción secuencial

Fases soluble e intercambiable:

Las fases soluble en agua desionizada e intercambiable son consideradas como móviles y fácilmente liberadas de los sistemas hídricos ante pequeños cambios ambientales. La solubilidad es lo más importante ya que produce el intercambio iónico.

Fase metales asociados a carbonatosSe considera que los elementos metálicos en esta fase se liberarán al descender el pH de los sedimentos, al disolverse los metales precipitados en forma de carbonatos.En esta extracción se completa la liberación de los metales asociados a posiciones de cambio sobre arcillas y materia orgánica.

Fase de metales asociados a óxidos de hierro y manganeso

Los elementos metálicos presentes en esta fase pasarán a la solución líquida en aquellas zonas donde el sedimento se encuentre bajo condiciones reductoras.

Fase de metales asociados a materia orgánica

Estos elementos metálicos representan la fase donde se liberan al pasar a condiciones oxidantes. Un caso típico es la deposición de los sedimentos anóxicossobre superficies en contacto con la atmósfera.

Fase residual

Son los elementos metálicos asociados a los minerales, formando parte de sus estructuras cristalinas. La liberación de estos metales en esta fase, en un período razonable de tiempo es improbable.

Resultados de un caso: cuenca Torres Vizcarra

Los resultados que a continuación se muestran corresponden a seis fases: soluble en agua (F1), cambiable (F2), carbonatada (F3), ligada a óxidos de Fe y Mn (F4), ligada a materia orgánica (F5) y sulfuros o residual (F6). Las tres primeras fases son las que representan un mayor riesgo para la biota, y son las denominadas fases biodisponibles

ESPECIACIÓN QUÍMICA DEL COBRE

20I-2

89

20i-2

80

20i-2

67

20j-1

98

20j-3

09

20j-2

07

20j-2

01

20j-2

04

20j-3

01

20j-2

33

F1

F3 F5

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Cu

(ppm

)

MuestrasFases

F1F2F3F4F5F6

Fases extraídas Cu

ESPECIACIÓN QUÍMICA DEL PLOMO

20I-2

89

20i-2

80

20i-2

67

20j-1

98

20j-3

09

20j-2

07

20j-2

01

20j-2

04

20j-3

01

20j-2

33 F1

F3

F5

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Pb

(ppm

)

Muestras Fases

F1F2F3F4F5F6

Fases extraídas Pb

ESPECIACIÓN QUÍMICA DEL ZINC

20I-2

89

20i-2

80

20i-2

67

20j-1

98

20j-3

09

20j-2

07

20j-2

01

20j-2

04

20j-3

01

20j-2

33 F1 F2 F3 F4 F5 F6

0

200

400

600

800

1000

1200

Zn (p

pm)

Muestras

Fases

F1F2F3F4F5F6

Fases extraídas Zn

CONCLUSIONES

La técnica de extracción secuencial permite definir las fracciones de los elementos metálicos que se movilizan en un ambiente dado.De acuerdo al estudio de especiaciónquímica del caso, ninguno de los elementos estudiados presentan niveles de biodisponibilidad que signifiquen un riesgo para la biota.

La mayoría de los elementos estudiados están ligados principalmente a materia orgánica y a óxidos hidratados de Fe y Mn, caso del As, Cd, Cu, Fe y Co, Mn, Pb, Zn, respectivamente. Dichas fracciones no son biodisponibles.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

JORGE CHIRA

ECI 2011

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IMPACTO AMBIENTAL