Se aporta información sobre los factores que influyen en la concentración y el particionamiento de metales pesados en suelos de la planicie costera del noreste bonaerenseFacultad de Ciencias Naturales y Muse

Boff, Laura Daniela

Camilión, María Cecilia

Hurtado, Martín Adolfo

Silva, Mario Marcelo da

Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

XIX Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo. Paraná. Entre Ríos.CONTENIDO Y DISTRIBUCION DE METALES EN SUELOS ACUICOS DE LAPLANICIE COSTERA BONAERENSE.María Camilión, Martín Hurtado, Mario da Silva, Laura Boff y Omar Martínez Instituto de Geomorfologia y Suelos, Facultad de Ciencas Naturales y Museo, Universidad Nacional de La Plata, 3 - 584 (1900) La Plata e-mail: mcamili@hotmail.comINTRODUCCIONEn el marco del estudio cartográfico de suelos del Gran La Plata se estudiaron los elementos metálicos potencialmente tóxicos (Cd, Pb, Cu, Zn, Cr) muy relacionados con las actividades urbanas. Un conocimiento cuantitativo de la distribución de estos metales pesados entre la fase sólida y el agua de poro es de gran interés a los fines de conocer su biodisponibilidad y toxicidad para la biota. Una aproximación simple para conocer la distribución de metales en suelos puede hacerse utilizando los coeficientes de partición sólido/ líquido (Kp) definida como Kp = [metal] (mmol.kg’^ de la fase sólida / [metal] (mmol.L'1) de la fase acuosa, asumiéndose que las concentraciones químicas entre estos compartimientos ambientales están en equilibrio (Janssen et al., 1997). El Kp no es constante, sino que es afectado por las propiedades de los elementos y las características de las dos fases del suelo, siendo importantes todas las fases de sorción reactivas (minerales de arcilla, materia orgánica, oxihidróxidos), de la matriz, así como la naturaleza de los ligandos presentes en la fase acuosa, pH, C.I.C. etc. De ahí la importancia de su determinación experimental para distintos tipos y/o matrices de suelos.Con la presente contribución se pretende aportar información sobre algunos factores que influencian la concentración metálica y su particionamiento en los suelos dominantes de la Planicie Costera (Fidalgo y Martínez, 1983) donde han evolucionado suelos de carácter intrazonal o azonal. Son suelos sometidos constantemente a excesos hídricos por lo que la mayoría de los suelos son intrazonales con régimen de humedad "ácuico" y "perácuico", variaciones de Eh-pH, concentración de sales, etc., condiciones estas que inciden en la distribución y movilidad de los elementos químicos. El interés en su estudio ha estado motivado por tratarse de; una región ambientalmente muy vulnerable que funciona como sumidero natural de los cursos de agua superficiales, que posee una reserva natural, está conectada con un estuario comprometido ecológicamente y actúa además como área de recreación de una región densamente poblada.MATERIALES Y METODOSLa Planicie Costera de la margen derecha del Rio de la Plata, en las proximidades del partido de La Plata, posee un ancho máximo de 9 km, de relieve plano con área deprimidas y cursos de agua pocos denifídos a veces anárquicos, con una sucesión de geoformas originadas durante el ciclo transgresivo-regresivo del Holoceno. Abarca prácticamente la totalidad de los partidos de Berisso y Ensenada, y se separa de la denominada Planicie Interior (Fidalgo y Martínez, op cit.) por un escalón ubicado aproximadamente en la cota de 5 m snm. Se estudiaron suelos del orden Vertisol (Epiacuertes típicos, hálicos y Natracuertes) y del orden Entísol (Fluvisoles e Hidracuentes) pertenecientes a dos de las geoformas de mayor extensión areal reconocidas por Martínez et al. (2001),En el muestreo de los horizontes se evitó el contacto de la masa del suelo con instrumentos metálicos. Se determinó pFI en pasta (Peech, 1965), contenido de materia orgánica según Walkey y Black (Page, 1982). El análisis granulométríco fue por tamizado y sedimentación, con remoción previa de cementantes (Gee y Bauder, 1986). Para el contenido de Cd, Pb, Cu, Zn y Cr de la fase sólida se procedió al ataque ácido de las muestras según EPA SW 846 (1986), previa molienda a malla 170 Lim en mortero de ágata. La medición de los metales se realizó por espectrofotometria de absorción atómica por aspiración directa en llama en equipo Varían, Spectra AAA. Los contenidos metálicos del agua de poro se midieron en los extractos de saturación obtenidos mediante vacio en pasta saturada. Se calcularon los coeficientes de partición sólido/líquido (Kp) en base a los datos obtenidos.El análisis estadístico comprendió media y desvío standard de los componentes arcilla, materia orgánica, pH de los distintos taxones, diagramas de distribución y tendencias de los metales y análisis de regresión entre los metales y componentes de la matriz.RESULTADOS Y DISCUSIONCaracterísticas pedológicas y geológicasLa Planicie Costera está conformada litológicamente por sedimentos de diferentes orígenes(continental, marino y fluvial), que presentan variaciones composicionales y texturales. Martínez et al. (op. cit.) identificaron en la misma tres unidades geomorfológicas mayores : Llanura de fango interior, Llanura aluvional y Playa. La Llanura de fango interior es una zona de relieve plano cóncavo de aproximadamente 6 km de ancho, donde los cursos de agua provenientes de la llanura interior, no logran labrar su cauce y dispersan sus aguas en los bañados, grandes depresiones plano cóncavas. Se puede hablar de tres materiales superpuestos de diferente origen, los que conforman los perfiles de suelos: en la parte superficial un material sumamente arcilloso, posiblemente de origen marino-continental con rasgos vérticos marcados (cutanes de tensión, y grietas desde superficie); un material fino subyacente de origen marino de alrededor de 1 m de espesor con estructura laminar y restos de conchilla (Fm. Las Escobas, Mb. Canal 18, Fidalgo y Martínez, op.cit.) y por debajo, aproximadamente a los 2 m de profundidad, aparece material loéssico franco limoso masivo de color pardo y abundantes concreciones calcáreas, perteneciente a la Fm. Ensenada.Los suelos tienen deficiencias en el drenaje por anegamiento superficial y niveles freáticos cercanos a la superficie, presentando abundantes rasgos hidromórfícos (moteados, concreciones de hierro y manganeso y colores gley), y sobre ellos se desarrolla una vegetación hidrófita. Dentro de la misma unidad se diferenció el área de Bañados donde los suelos permanecen anegados en forma casi permanente, salvo periodos de sequía extrema. El exceso de humedad, impide la mineralización adecuada de los restos vegetales, siendo común encontrar en superficie un horizonte orgánico delgado. Los Epiacuertes típicos o hálicos de secuencia (O)- A- (E)- Bt -BCgss- Cg, son los más ricos en arcillas y materia orgánica, tanto respecto a los Natracuertes como a los taxones desarrollados en la Llanura aluvional (Tabla 1)-La Llanura aluvional es una forma de acumulación reciente, situada en cota menor a 2,5 m snm, que está constantemente afectada por mareas y sudestadas del Rio de la Plata. En la misma está asentada la Selva Marginal, area de reserva natural de excepcional riqueza en biodiversidad. El sistema de drenaje está integrado por algunos cursos bien definidos que actúan como canales de marea. El sedimento que la conforma es generalmente de textura gruesa, producto de los continuos desbordes del "Río de la Plata". Se desarrollan Fluvacuentes típicos con bajo grado de edafízación y alternancia de materiales granulométricamente contrastantes, de secuencia (Oi-A-Cgl-2Cg2-3Cg3) con reacción ácida desde superficie (Tabla 1). Los Hidracuentes son suelos de escaso desarrollo (A Cg) afectados por serias deficiencias de drenaje externo e interno. Evolucionan en condiciones de hidromorfismo acentuado, manifestado por rasgos hidromórftcos tales como matices verdosos, azulados o cercanos al neutro, moteados de Fe y concreciones de Fe- Mn.Contenidos metálicos de la fase sólida de los suelosLa variabilidad de los parámetros que controlan la retención metálica en los suelos estudiados se muestra en la Tabla 1. En la Llanura de fango interior el metal más abundante es el Zn, seguido en orden decreciente por el Cu y el Cr, participando el Pb y el Cd en menor proporción (Tabla 1). Las diferencias cuantitativas entre los dos taxones de esta unidad no son significativas. Las variaciones de pH no aparentan generar diferencias sustanciales, como corroboran las bajas correlaciones obtenidas entre pH- contenido metálico (Tabla 2). En la Llanura aluvional el Cd en la mayoría de los casos está incrementado en cinco o seis veces, el Pb se duplica o triplica, mientras que el Zn se duplica. Los valores de Cr son mayores, siendo este metal el que alcanza los valores absolutos más altos en algunos Hidracuentes. Es llamativo que los perfiles que poseen mayor proporción de las fasesZn y Cr de la fase sólida de los suelos analizados.Tabla 1. Valores de pH, % arcilla, materia orgánica y concentración de Cd Pb, Cu,LLanuia de. ango interiorPropiedad n inediaEpiacuert.es mínimo máximo desvío standardpH 20 6.9 5.1 8.7 1.1arcilla (%) 19 67.2 33.6 86.9 16.5M.O. (g.kg’') 20 71.1 1.6 748 162.6Cd mg.kg1 9 0.4 0.2 0.5 0.1Pb mg.kg'1 17 20.4 6.5 31.3 6.9Cu mg.kg'1 20 32.5 21.3 59.0 8.9Znmg.kg’1 21 99.27 67.5 160.0 29.1Crmg.kg’1 13 29.9 13.8 54.6 13.3pH 9Nalrac8.6mertes6.1 10 1.4arcilla (%) 9 52 21.9 82.1 20.9M.O. (g.kg') 5 26.0 7 66 23.6Cd mg.kg4 5 0.2 0.2 0.4 0.1Pb mg.kg'' 9 18.9 8.8 31.3 6.7Cu nig.kg'‘ 9 35.1 18.8 67.0 1.3.7Zn ing.kg' 9 101.9 68.8 124.0 17.9r mg.kg'' 5 31.0 11.3 51.3 15.9pH 9Llanura Fluvac 5.4iluvional ucntes4.5 6.3 0.8arcilla (%) 9 38.7 7.4 70.1 24.8M.O. (g.kg') 8 48.6 8.9 95.5 32.7Cd mg.kg' 4 > 0.6 0.2 2.0 0.9Pb mg.kg'' 9 31.5 5.0 64.0 19.8Cu mg.kg’1 9 35.9 5.0 98.0 20.0Zn mg.kg' 9 124.9 35.0 213.0 54.5Crmg.kg1 4 ! 52.0 6.3 108.0 42.1pH 7 1Hidrac7.1ucntes6 8.2 0.8arcilla (%) 8 29.6 0.3 77.8 31.0M.O.(g.kg-') 6 v 30.0 1.0 62.2 24.7Cd ing.kg’1 2 2.5 2.0 3.0 0.7Pbmg.kg' 4 81.5 56.0 134.0 36.2Cu íiig.kg' 9 45.4 5.0 155.0 45.7Zn mg.kg’1 9 121.1 19.0 283.0 102.1Cr mgkg' 7 90.9 10.0 354.0 137.1reactivas de sorción, como arcillas y materia orgánica, no sean los portantes de mayor tenor metálico. Una parte significativa de cationes debe estar siendo retenida mediante los oxihidróxidos en estos suelos. En un trabajo anterior (Camilión et al.,2001) trabajando con datos normalizados por granulometría, se encontró que los contenidos muy altos de metales se correspondían con suelos ubicados a cotas menores a 1,5 m snm por la polución de las aguas del estuario que periódicamente los inundan durante las sudestadas(vientos frecuentes en la región).Al analizarse la variación intrapedón en profundidad, existe incremento metálico en los sectores iluviales, especialmente en el caso del cinc. También se pudo observar decrecimiento del contenido de metal en los horizontes gleizados, aún cuando la matriz fuese tanto o más arcillosa que en los otros horizontes, indicando flujo metálico hacia la fase acuosa.Al relacionarse los componentes de la matriz del suelo con los metales para cada unidad cartográfica, en la Llanura de fango interior sólo la relación arcilla- Zn fue significativa, mientras que en la Llanura aluvional lo fue para todos los metales con excepción del Cd. Con respecto a la materia orgánica el Cu y el Zn de los suelos aluvionales mostraron corrrelaciones significativas (Tabla 2).Tabla 2. Coeficientes de correlación (r) del pH, arcilla y materia orgánica respecto a los contenidos de Cd, Pb, Cu, Zn y Cr (mg-kg'1) de la fase sólida.___________________Llanura de Parámetros Cd Pb Cu Zn Crfango interior pH -0.01 -0.23 0.31 -0.11 -0.11(Fi) arcilla 0.50 0.31 0.24 0.60* •0.27M.O. -0.28 -0.08 0.07 -0.17 0.08Llanura aluvional PH -0.58 0.58 -0.07 -0.30 -0.58(A) arcilla 0.50 0.67* 0.67* 0.86* 0.77*M.O. 0.09 0.47 0.74* 0.69* 0.42(*)sigiüficativo a p 0.05Los diagramas de dispersión de los componentes significativos (arcilla vs .Pb, Cu, Zn y Cr) se pueden observar en la Fig.l. Los datos tienden a agruparse, y solo se apartan de la tendencia general algunas muestras de Hidracuentes de la llanura aluvional.Contenidos metálicos en el agua de poro de los suelosEn los extractos de saturación de la pasta saturada, los metales medidos muestran el siguiente orden de abundancia: Cr> Cu~« Zn > Pb > Cd (Tabla 3). Están de cuatro a siete ordenes de magnitud inferiores a los de la fase sólida. Cr y Pb casi no varían, mientras que incrementos o decrecimientos importantes se registraron en Zn, Cu y Cd. Si bien el número de datos es limitado, se determinó el Kp, consignándose su valor medio en la Tabla 4 expresado como In Kp. Estos coeficientes son superiores a los señalados por Sheppard et al. (1992), a excepción del plomo, que es inferior. Esta mayor afinidad de los metales con la fase sólida podría deberse a las características de los suelos o responder a la limitación de la técnica utilizada en la extracción de la fase acuosaTabla 3. Concentraciones de CD, Pb, Cu, Zn y Cr en mmol/litro del agua de poro de algunos horizontes de Fluvacuertes.Muestra Cd Pb Cu Zn CrFi2 7.3.x 10’? 3.9x 10’4 6.4 x Í0” 6.1x 10'4 <1. 1 x I0'3Fi3 6.4 x 10'5 3.5 x 10’4 5.7 x 10’4 5.5 x 10'5 < 1.1 x JO'3Fi4 4x10” 4.8 x W4 1.6 x 10J 3.9 x 10'4 2.9 x 10’3Fi5 2.9 x W3 4.8 x 10'4 7.8 X 10'4 1.5 x W4 2.9 x 10'3Fió 4.0 x 10'5 4.8 x 10'4 7.8 x [0-4 1.5 x 10'4 2.9 x 10’3ASO 4.0 x 10'5 4.8 xlO’4 7.8 x 10"' 7.5 x 10'4 2.9x 10'3A31 9.0 x 10'5 4.8 x W4 7.8 x 10’4 3.0 x 10'3 2.9 x 10’3Tabla 4. Valores medios del Coeficiente de partición sólido/ líquido expresado comologaritmo natural 1n Kp) de este estudio y según otros autores.Cd Pb Cu Zn CrEpiacuertes 5.2 7.1 9.7 12.3 9.4Fluvacuentes 4.6 7.8 9.9 11.2 9.7medidos por otros (1) 3.7 9.7 3.6 7.2 3.4valor teórico (2) >3 y <6 >8 <3 >6 y <8 > 3 y < 6(l) y (2) consignados por Sheppard ct al. (1992* signilicatiw al nivel (a = 0,05)Fig. 1: Relación entre metales traza en mg/Kg y porcentaje de arcilla de la base de datosCONCLUSIONESLos contenidos de Cd, Pb, Cu, Zn y Cr son superiores a los registrados en los suelos zonales de la región, situados en la llanura interior (Camilión et al, 1996). Existen cambios en la proporción metálica en relación a las geoformas y materiales parentales involucrados. De los tres parámetros rectores de la retención metálica es la arcilla -tanto por su contenido como por su tipo- quien ejerce el rol preponderante. La materia orgánica manifiesta su influencia cuando alcanza tenores altos. Los oxihidroxidos de Fe y Mn parecen ser agentes de retención metálica importantes en la llanura aluvional, que es la geoforma que los contiene en abundancia. El pH estadísticamente no se relaciona aparentemente con el contenido de metales en la zona de estudio.BIBLIOGRAFIACAVALOTTO JL. (1995). 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Contenido y distribución de metales en suelos ácuicos de la planicie costera bonaerense

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