Rare earth elements (ree) in the solid phase of calcic and petrocalcic horizons of the pampean southern region

Los suelos de la planicie Pampeana Austral, desarrollados a partir de sedimentos loéssicos tienen horizontes cálcicos evolucionados en el presente ciclo (Ck) y/o heredados (2Ck) y petrocálcicos (2Ckm) asociados a paleoclimas más áridos que el presente. Controlada por el clima/paleoclima y por la geomorfología, la complejidad geopedogenética determina variabilidad en la mineralogía de los suelos impactando en su composición geoquímica elemental. Las Tierras Raras (REE) son un grupo escasamente investigado que aporta información respecto de la procedencia sedimentaria. El objetivo de este trabajo es caracterizar las REE en la fase sólida de horizontes Ck y Ckm pertenecientes a suelos del valle del Arroyo El Divisorio. Se tomaron cuatro muestras de suelo: dos en la cuenca superior y dos en la cuenca inferior. Se efectuó la cuantificación mediante Análisis por Activación Neutrónica (INAA- Code 1D-Enhanced; flujo de neutrones: 7x1012 n cm-2 s-1; Actlabs-Canadá) determinándose La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb y Lu entre las REE y otros elementos asociados. Independientemente de la posición de los suelos en la cuenca, las REE tienen una distribución comparable aunque con contenidos inferiores en el 2Ckm petrocálcico respecto de los Ck. Por otra parte, entre los Ck, el contenido más elevado de REE correspondió a los planos interfluviales estables de la cuenca inferior (La: 25,2 ppm, Ce: 41 ppm, Nd: 28 ppm, Sm: 4,1 ppm, Eu: 1,4 ppm, Tb: <0,5 ppm, Yb: 2,3 ppm y Lu: 0,44 ppm), adicionalmente estos valores resultaron comparables a los hallados en el polvo eólico depositado actualmente en la región. La distribución REE resultó similar, aunque con contenidos inferiores, en el 2Ckm petrocálcico respecto de los Ck de las laderas del valle. La similitud detectada entre estos últimos y la REE del polvo eólico actual prueban la firma patagónica y una procedencia mixta con predominio de sedimentos loéssicos.Soils of the Pampeana Austral region, formed in loessic parent materials, have calcic horizons (Ck) that evolved in the present pedogenetic cycle and/or were inherited (2Ck) and petrocalcic horizons (2Ckm) associated to paleoclimates that were more arid than the semiarid present climate. The geopedogenetic complexity affected by climate/paleoclimate and controlled by geomorphology determines variability in soil mineralogy having an impact in its elementary geochemistry. The Rare Earth Elements (REE) is a group of elements that provides information related to the sedimentary origin of soils and has been scarcely investigated. The objective of this study was to characterize the REE in the solid phase of Ck and Ckm horizons from soil profiles of the Arroyo El Divisorio. Four soil samples were collected: two from theupper and two from the lower basin. Quantitative analyses were performed by Neutron Activation Analysis (INAA-Code 1D-Enhanced; neutron flux: 7x1012 n cm-2 s-1; Actlabs-Canada). The following REE were determined: La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb and Lu; other associated elements were also analyzed. Independently of soil position in the studied basin, the REE have a comparable distribution although with lower contents in the 2Ckm petrocalcic than in the Ck. On the other hand, in the Ck horizons, the highest content of REE was found in the stable interfluve plains of the lower basin (La 25.2 ppm, Ce: 41 ppm, Nd: 28 ppm, Sm: 4.1 ppm, Eu: 1,4 ppm, Tb: <0.5 ppm, Yb: 2.3 ppm y Lu: 0.44 ppm) while REE in aeolian dust presently deposited in the region are analogous to the Ck horizons of the studied basin. REE distribution was comparable although with lower contents in the petrocalcic 2Ckm compared to Ck of the valley slope. The similarity detected among the latter and the REE of present aeolian dust confirms their Patagonian procedence and the composition ofmixed parent materials with predominant loess sediments.Fil: Díaz, Silvana Letisia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - Bahia Blanca; Argentina;Fil: Blanco, María del Carmen. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomia. Area Suelos y Aguas; Argentina;Fil: Amiotti, Nilda Mabel. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomia. Area Suelos y Aguas; Argentina

Natural pollution (As, F) and eutrofication (N, P) in the basin of El Divisorio stream, Argentina

Se analizó la interrelación entre la hidrodinámica y la hidroquímica de la cuenca del Arroyo El Divisorio, a fin de comprender su influencia tanto en la magnitud y distribución de iones tóxicos (arsénico, flúor) como en el comportamiento de la descarga de los nutrientes principales (fósforo y nitrógeno) contribuyente a la eutrofización del embalse Paso de las Piedras. Durante 2 años se muestrearon 47 sitios, midiéndose varios parámetros físico-hidroquímicos, entre ellos la posición geográfica de cada muestreo, la profundidad del nivel freático, As, F, PO4 y N-NO3. Los datos se analizaron con un diseño de medidas repetidas, test de Fisher, correlaciones y regresiones para todas las variables. Se detectaron diferencias temporales y espaciales altamente significativas (p<0,01), con incrementos de las isohipsas del orden de 0,3 m. En cuanto a los parámetros químicos (As, F, PO4 y N-NO3) también se evidenciaron diferencias particulares con distinto grado de significación. La hidrodinámica responde principalmente a los aportes de las precipitaciones estacionales y los escurrimientos inciden en algunos de los parámetros hidroquímicos, generando variabilidad, que condiciona la calidad del recurso hídrico. Los N-NO3 y PO4 constituyen la causa principal determinante de la eutrofización, manifestados con episodios de florecimientos algales (blooms) los que contribuyen al deterioro de la calidad del agua almacenada. El P es el elemento crítico y en los períodos secos el mayor aporte es contribuido por el flujo subterráneo y en menor medida por la descarga continua del curso superficial. En un período de mayor escorrentía superficial, estos elementos incorporados a la carga sedimentaria, producto de la erosión de los suelos, y aportados por los fertilizantes y plaguicidas, se transportan en suspensión hacia el reservorio.The interrelation between hydrochemistry and hydrodinamics was analyzed in the basin of El Divisorio stream. This was to gain undestanding in the magnitude, distribution of toxic ions (As, F) and behaviour in the discharge of main nutrients (P, N) contributing to the eutrofication of Paso de las Piedras Dam. During two years, 47 sites were sampled determining several parameters: geographical position for each sampling point, phreatic level depth, and As, F, PO4 and N-NO3 concentrations. Repeated measures, Fisher test, correlation and regression analysis were applied to all variables. Highly significant space and time differences (P<0.01) with increments of 0.3 m were detected for isohypses. At every site, differences with a variable degree of significance were recognized for chemical parameters (As, F, PO4 and N-NO3 ). Hydrodinamics behaves mainly in accord with the seasonal rainfall contribution; run off affects some of the hydrochemical parameters giving rise to a variability that influences water quality. N-NO3 and PO4 concentrations are the main factors that cause eutrofication expressed through algae bloom episodes and deterioration of stored water quality. P is the critical element and in the dry periods the highest contribution is through groundwater flux and to a lesser extent by the continuous discharge of surface water. In the period of greater runoff, these elements incorporated to the sedimentary charge as a result of soil erosion, and coming by fertilizers and pesticides are transported in suspension towards the reservoir.Fil: Espósito, Martín Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Blanco, María del Carmen. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Sequeira, Mario Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería; ArgentinaFil: Paoloni, Juan Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; ArgentinaFil: Fernández, Sandra Noemí. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería; ArgentinaFil: Amiotti, Nilda Mabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Díaz, Silvana Letisia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentin

Arsénico en aguas del sudoeste bonaerense: del medio ambiente al ser humano

El arsénico en las matrices ambientales genera impactos transferibles a la salud humana y al espacio social y productivo.Fil: Blanco, María del Carmen. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Amiotti, Nilda Mabel. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Díaz, Silvana Letisia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Geología; ArgentinaFil: Espósito, Martín Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentin

Control factors of the spatial distribution of arsenic and other associated elements in loess soils and waters of the southern Pampa (Argentina)

Surface and groundwaters of El Divisorio brook (Argentina) have excessive As (WHO, USEPA, CAA: > 10 μg L− 1). The rural population is at risk of arsenicism because groundwater is the only source of water for human consumption. We analyse geoavailability of As and other associated elements (Ba, Br, Co, Cr, Fe and Na) in the solid phase (INAA-Actlabs), determine the association between As and other elements in the mineral suite and in waters, quantify Fe oxides (Feox; Mehra and Jackson) and interpret their relationship with As, total Fe (Fetotal) and Na in the solid phase applying Principal Components (PC) to understand factors and processes that rule their incorporation into groundwaters and to identify areas at risk of elevated As in waters. Intrabasin variability of total As content (range 5.80–20.70 mg kg− 1) with the highest amounts towards the discharge areas and a more irregular vertical distribution, particularly in the alluvial plain, reflects differences in As-bearer frequencies. Arsenic is slightly lower in the Bw horizons compared with the A and C horizons and it increases in the Bt horizon through clay illuviation. More than 90% of sodium-bicarbonated surface and groundwaters showed As > 10 μg L− 1 (range: 10 to 114 μg L− 1) with the highest levels in the middle–lower basin. The highest contributions to PC1 were Br (0.673), Co (0.868) and Na (− 0.769); As (0.814) and Cr (0.686) were relevant to PC2 and Ba (0.501) and Fe (0.783) were relevant to PC3. In the upper basin, a greater amount of Na withheld in the solids promotes a less aggressive geochemical environment and prevents As from entering waters, thus yielding lower As levels in the aquifer compared with the middle–lower basin. Here, alkalinity (pH: 7 up to > 9) promotes weathering and liberation of As from volcanic glass and other carriers, formation of As oxyanion species together with As desorption from charged clays and Al–Fe–Mn sesquioxides and concentration up to unacceptable levels in solution. Landform configuration, climate and pedoclimate, the residence time of water and the local hydrogeochemical variables (pH, competition with other ions, adsorption–desorption) control mobility and concentration of As in a dynamic equilibrium with the local chemistry. Evaporation (subhumid to semiarid climate) and oxyion competition reinforce As accumulation in the shallow aquifers.Fil: Díaz, Silvana Letisia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía. Laboratorio de Hidrología y Riego; ArgentinaFil: Espósito, Martín Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía. Laboratorio de Hidrología y Riego; ArgentinaFil: Blanco, María del Carmen. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía. Laboratorio de Hidrología y Riego; ArgentinaFil: Amiotti, Nilda Mabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía. Laboratorio de Hidrología y Riego; ArgentinaFil: Schmidt, Erica Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía. Laboratorio de Hidrología y Riego; ArgentinaFil: Sequeira, Mario Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía. Laboratorio de Hidrología y Riego; ArgentinaFil: Paoloni, Juan Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía. Laboratorio de Hidrología y Riego; ArgentinaFil: Nicolli, Hugo Benjamin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Ministerio de Defensa. Fuerza Aérea Argentina. Instituto de Geoquímica; Argentin

Partition of arsenic in soils sediments and the origin of naturally elevated concentrations in groundwater of the southern pampa region (Argentina)

Excessive arsenic concentrations above the Argentinean and WHO guidelines for drinking water (10 μg L -1) affects shallow aquifers of the southern Pampean Plain (Argentina) hosted in the Pampean and the Post Pampean formations (loess and reworked loess; Plio-Pleistocene-Holocene). Health problems related to high As concentrations in drinking waters are known as Endemic Regional Chronic Hydroarsenicism. Hydrochemistry of shallow groundwaters and soil geochemistry were investigated aiming to (1) understand the partition of As in the solid phase and its relationship with unacceptable As concentrations in waters, (2) identify the provision source of As to groundwaters. Only 5% of the samples had As concentrations < 10 μg L -1; in 27% As concentrations ranged from 10 to 50 μg L -1 and in 58% it reached 60-500 μg L -1. The coarse fraction (50-2,000 μm) hosts about 27% of the total As in the solid phase, being positively correlated to Ba (p < 0.01; r 2 = 0.93). About 70% is included in the < 2 μm fraction and had positive correlations of As-Fe (p < 0.05; r 2 = 0.85) and As-Cr (p < 0.05; r 2 = 0.68). Soils and sediment sand fractions of vadose zones are the primary sources of As in shallow groundwater while adsorption-desorption processes, codisolution-coprecipitation, and evaporation during the dry seasons raise As concentrations in waters exceeding the guideline value for drinking water.Fil: Blanco, María del Carmen. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Paoloni, Juan Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Morrás, Héctor José María. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Suelos; ArgentinaFil: Fiorentino, Carmen. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Sequeira, Mario Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería; ArgentinaFil: Amiotti, Nilda Mabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Bravo, Oscar Abel. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Díaz, Silvana Letisia. Ministerio de Ciencia. Tecnología e Innovación Productiva. Agencia Nacional de Promoción Cientifíca y Tecnológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; ArgentinaFil: Espósito, Martín Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentin