Contaminación natural y antrópica de arsénico en suelos derivados del plutón de Chiquimula al sureste de la República de Guatemala
- Autores: Luis Alejandro Cacao Bartolon
- Directores de la Tesis: Ángel Sánchez Bellón (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Cádiz ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Salvador Domínguez Bella (presid.), Antonio Jordán López (secret.), José Álvarez Rogel (voc.)
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
- español
RESUMEN Este estudio delimitó concentraciones de arsénico en roca, sedimentos, suelos, agua, plantas y agroquímicos comunes o de mayor uso para conocer con veracidad la fuente natural o antrópica del elemento arsénico en un área de 304 km2 localizada al Noroeste de la ciudad de Chiquimula, Guatemala. Congruentemente se abordaron objetivos claves en la determinación del arsénico en todos los ambientes posibles donde interactúa el hombre, y a la vez en conocer y delimitar el origen y la movilización subsecuente de este elemento en cada ambiente natural.
Para conseguir estos objetivos se realizaron numerosas campañas de campo, que permitieron el levantamiento de datos y la caracterización de los suelos. Al mismo tiempo se tomaron innumerables muestras que tras su preparación se enviaron a los laboratorios donde fueron analizadas utilizando la técnica analítica de espectrometría de masas con plasma acoplado por inducción ICP-MS -ES/ICP-MS (ICP-Masa) Las rocas del área de estudio presentan contenidos de arsénico muy elevados, destacando especialmente los de granodiorita, cuarzodiorita y esquistos, y está controlada por los procesos geológicos que la han enriquecido y por la composición del magma a partir del cual se solidificaron. Al intemperizarse y transformarse en fragmentos y sedimentos es posible observar que la mayor concentración de arsénico se aloja en los fragmentos del cuarzo y sedimentos finos. Sin embargo, al transformarse en suelo, la concentración de arsénico depende de la cantidad de arsénico existente en la roca sobre la que se han formado. En tanto, en la asimilación de arsénico en plantas, es destacable el papel de las raíces en la concentración de arsénico en los horizontes superficiales, así como el de la traslocación en suelos de texturas menos ligeras hacia horizontes subsuperficiales. De esta cuenta, los resultados químicos de plantas de maíz determinaron que la mayor concentración de arsénico se fija en la raíz y hojas, y la menor concentración ocurre en el fruto. En consecuencia, esta concentración de arsénico en la raíz de las plantas muestreadas está estrechamente relacionada con la concentración biodisponible existente en el suelo donde esté plantado el cultivo. Además de ello, el aporte de fuentes arseniacales, también proviene de herbicidas y fertilizantes aplicados.
Los aportes de arsénico, tanto natural como antrópico, coinciden con el incremento de carga de arsénico transportado por la red hídrica durante el invierno y está asociado con la escorrentía provocada por la precipitación pluvial, que a la vez arrastra el contenido de arsénico al suelo y en partículas de roca meteorizada hacia los ríos y quebradas. Esta movilización evidencia innumerables cintas transportadoras y lugares de concentración o sedimentación de arsénico en las partes bajas de las microcuencas analizadas en el área de estudio. Importante mencionar que la concentración de arseniato en todos los ambientes analizados es mayor que la de arsenita, manteniendo una relación 1:16.
Finalmente, este estudio determina el carácter fundamentalmente natural de la contaminación de arsénico al corresponderse su procedencia con fuentes naturales o yacimientos de origen termal que han concentrado metales pesados nocivos para el hombre, pero también se evidencian aportes de carácter antrópico a través de agroquímicos utilizados en actividades agrícolas.
- English
This study determined concentrations of arsenic in rocks, sediments, soils, waters, plants and common or most used agrochemical to know truthfully natural or anthropogenic sources of arsenic element in an area of 304 km2 located northwest of Chiquimula town, Guatemala. Congruently key objectives were addressed to the determination of arsenic in all possible environments where humans interact and, at the same time, to know and define the origin and the subsequent mobilization of arsenic in every natural environment.
To get these objectives we made severals field works that allow the soils characterizations. At the same time we realice the sampling recollections and after their preparation, samples were send to certificated laboratories where they were analized using inducted coupled plasma ICP-MS -ES/ICP-MS.
The rocks of the study area have a very high arsenic content, especially highlighting the granodiorite, quartzdiorite and schist, and are controlled by geological processes that have enriched them and the composition of the magma from which they solidified. With physical-chemistry process (weathering) and once they become fragments and sediment, it can be observed that the highest concentration of arsenic is housed in the fragments of quartz and fine sediments. However, when transformed into soil arsenic concentration depends on the amount of this element that exists in the rock on which they are formed. Meanwhile, in the uptaking of arsenic in plants, it is remarkable the role of roots in the concentration of arsenic in surface horizons. Soils, with coarse textures show traslocation to subsurface horizons. From this account, the chemical results of corn plants found that the highest concentration of arsenic is fixed in the roots and leaves, and the lowest concentration occurs in the fruit. Accordingly, the arsenic concentration at the root of plants sampled is closely related to the concentration of bioavailable arsenic in soils where the crop is planted. Furthermore, the contributions of arsenicals sources are also available through herbicides and fertilizers applied. The contributions of arsenic, both natural and anthropogenic, match the increased load of arsenic transported by the water supply during the winter. They are associated with the runoff caused by rainfall, which in turn pulls the arsenic content in soil and particles of weathered rock into rivers and streams. This mobilization evidence conveyors and countless places of concentration or deposition of arsenic in the lower parts of watersheds analyzed in the study area. Note that the concentration of arsenate analyzed in all environments is higher than arsenite, maintaining a ratio 1:16.
Finally, this study determines the mainly natural character of arsenic contamination, coming from natural sources or ore of thermal origin that have concentrated heavy metals harmful to humans, but also show contributions from anthropogenic character through agrochemicals used in agriculture.
- español
