CONTAMINACIÓN DE SUELOS METALES PESADOS. Antonio López Lafuente Departamento de Edafología UCM

Transcripción

1 CONTAMINACIÓN DE SUELOS METALES PESADOS Antonio López Lafuente Departamento de Edafología UCM

2 METALES PESADOS DEFINICIÓN D 5 gc/m³, o Nº atómico > 20, metales alcalinos + alcalino-térreos metal pesado o metal tóxico o elemento traza? CARACTERÍSTICAS: Problemas medioambientales metales + metaloides densidad (no superior a 5 g/cm 3 ) asociados contaminación (As, Se, Sb..) 118 elementos conocidos 84 son metales Compuestos naturales edad de hierro Problema uso industrial + vida cotidiana salud

3 METALES PESADOS CARACTERÍSTICAS: Tóxico /venenoso concentraciones C. naturales corteza terrestre <0,1% - < 0,01% en el M.A. mezclas cóctel C. físicas, químicas y biológicas heterogéneas degradados + destruidos tiempos residencia Muy tóxicos orgánica Bioacumulación Biomagnifcación

4 METALES PESADOS CASIFICACIÓN 1. ESENCIALES: << [ ] / [traza] plantas, animales, microorganismos >> [ ] tóxicos As, B, Co, Cr, Cu, Mo, Mn, Ni, Se, Zn,.. 2. SIN FUNCIÓN BIOLÓGICA: << [ ] tóxicos disfunciones orgánicas acumularse organismos vivos Cd, Hg, Pb, Sb, Bi.

5 METALES PESADOS DETERMINACIÓN DIRECTIVA CONSEJO EUROPA 86/278 utilización de los lodos de depuradora en el sector agrario valores limite de concentración de METALES PESADOS EN LOS SUELOS REAL DECRETO 1310/1990 CONCENTRACIÓN TOTAL Evaluación simultánea e integrada 1. ANÁLISIS QUÍMICOS 2. ANÁLISIS TOXICOLÓGICOS 3. EFECTOS EN ECOLÓGIA Bioensayos con especies exógenas al medio Contenido total y disponible en suelos Especies endógenas o biomarcadores del medio TRIADA CALIDAD SUELO

6 1. ANÁLISIS QUÍMICOS 2. A. TOXICOLÓGICOS 3. E. ECOLOGÍA MÉTODOS OPERATIVOS ENSAYOS BATCH Suspensión suelo : S. extractante (p/v) ENSAYOS COLUMNAS Movilidad Centrifugación

7 MÉTODOS OPERATIVOS ENSAYOS COLUMNAS: C. sin disturbar Extracción simple C. disturbadas Fraccionamiento Lixiviación en columna Disponible No disponible Cambiable y soluble en agua y ácido Reducible Oxidable Residual Móvil No móvil Condiciones trabajo: Empaquetamiento Densidad aparente Humedad Capacidad de campo Flujo continuo y/o Flujo discontinuo

8 EXTRCS. QUÍMICAS Propiedades químicas del extractante Tipo del suelo Naturaleza del metal Método operativo EXTRACCIÓN SIMPLE Único extractante EXTRACCIÓN SECUENCIAL Misma muestra suelo extractantes

9 Mdt.Disponible Potencialmente disponible Pseudototal EXTRACCIONES SIMPLES Extracción simple Disponible No disponible EXTRACCIONES Fraccionamiento ÁCIDAS Cambiable y soluble en agua y ácido Reducible Oxidable Residual Agua regia HNO Lixiviación en columna 3 0,43-2 M HCl 0,1-1 M HCl 0,05 M + H 2 SO 4 0,0125 M CH 3 COOH 0,1M Móvil No móvil AGENTE COMPLEJANTE EDTA 0,01-0,05 M DTPA 0,005 M + CaCl 2 0,01 M + TEA 0,1 M DISOLUCIONES TAMPÓN NH 4 AcO/HAcO 1 M (ph 7) NH 4 AcO/HAcO 1 M (ph 4,8) Extracto CENTRIFUGACIÓN Residuo DISOLUCIONES SALINAS NO TAMPONADAS CaCl 2 0,05-0,1 M NaNO 3 0,1 M NH 4 NO 3 1 M AlCl 3 0,3 M BaCl 2 0,1 M

10 EXTRACCIONES SECUENCIALES Extracción simple Fraccionamiento Disponible No disponible Cambiable y soluble en agua y ácido Reducible Oxidable Residual CARACTERÍSTICAS: extractantes agresividad creciente Liberar Me según su movilidad 1º > móviles > peligrosos 2º < móviles < peligrosos Siguen un orden totalmente selectivos completamente efectivos

11 RESINAS INTERCAMBIO IÓNICO (PRS sondas) In situ

12 1. ANÁLISIS QUÍMICOS 2. A. TOXICOLÓGICOS 3. E. ECOLOGÍA Bioensayos estandarizados UE/OCDE organismos diana Los ensayos sobre especies representativas, incluyan varios grupos taxonómicos, características filogenéticas, pautas de alimentación, vías de exposición. Organismos del suelo Plantas productores 1 arios Invertebrados terrestres consumidores Microorganismos descomponedores Organismos acuáticos Algas productores 1arios Daphnias consumidores 1arios Peces consumidores 2arios

13 1. ANÁLISIS QUÍMICOS 2. A. TOXICOLÓGICOS 3. E. ECOLOGÍA ANÁLISIS BIOQUÍMICOS ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS ANÁLISIS MOLECULARES qpcr (Rección en Cadena Polimerasa) DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)

14 METALES PESADOS COMPARACIÓN MÉTODO Extracción Química Métodos Biológicos Resina de Intercambio VENTAJAS Amplia aceptación Sencillez Afección ciclos nutrientes Fáciles de colocar Fáciles de analizar ~ absorción plantas y microorganismos INCONVENIENTES Falta estandarización Laboriosidad Ignora reacciones biológicas Procedimientos largos Procedimientos tediosos No se puede generalizar especies vegetales suelos muy contaminados

15 METALES PESADOS COMPARACIÓN TÉCNICA ANALÍTICA ADECUADA Tipo de metal Intervalo de [existente] ESPECTROSCOPÍA ABSORCIÓN ATÓMICA (AAS) + HORNO DE GRAFITO (FAAS) ESPECTROSCOPÍA EMISIÓN DE PLASMA (ICP) TÉCNICAS VOLTAMPERIMÉTRICAS