Estudio sobre la estabilidad de la inmovilización de metales pesados, en sedimentos del cauce del río San Pedro

Abstract

RESUMEN. Se determinó el nivel de estabilidad de la inmovilización de los metales (Al, Ag, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, y Zn) presentes en sedimentos del río San Pedro, ante cambios en los valores del pH de la columna de agua, además de llevar a cabo una especiación química de dichos metales por medio de extracciones químicas secuenciales, como una forma de determinar su grado de biodisponibilidad y posible riesgo ambiental. Para tal propósito, se tomaron 12 muestras de sedimentos a lo largo del cauce desde el límite sur del estado de Zacatecas con Aguascalientes, hasta la parte central de esta última entidad. Las zonas de muestreo se eligieron con referencia a estudios anteriores los cuales demostraron que estos lugares poseen los niveles más altos de contaminación por metales. Después de realizar un muestreo aleatorio simple en campo, y un pre-tratamiento en laboratorio con la finalidad de obtener características homogéneas, la parte experimental fue dividida en 2 fases. La primera consistió en la caracterización fisicoquímica de cada sedimento mediante la determinación del contenido de humedad, concentración de grupos aniónicos, conductividad, pH, ORP, contenido de materia orgánica, capacidad de intercambio catiónico, además del nivel de contaminación por metales y metaloides. En la segunda fase se llevaron a cabo las pruebas de potencial de lixiviación utilizando diferente pH y una especiación química empleando las extracciones secuenciales por el protocolo modificado de Tessier (1979) y BCR (2001). Los resultados obtenidos en la caracterización mostraron un contenido de humedad menor al 20%, baja presencia de grupos aniónicos, contenido de materia orgánica de un rango bajo (0.8 %) a muy alto (18 %) y similares resultados con la CIC. El pH de los sedimentos se encontró en valores neutros a altamente alcalinos, además de condiciones anóxicas al obtener potenciales redox negativos (-150 a -180 mV), y conductividades que van de 1000 a 7,000 μS aproximadamente. Se encontró una contaminación moderada con Fe, Cr, Mn, Ni, Cu, As y solamente alta contaminación por parte de Zn y Pb en dos de las zonas de estudio. Las concentraciones existentes de Al y Hg no superaron los límites establecidos, mientras que Ag y Cd se encontraron por debajo del límite de detección del equipo de absorción atómica. En las pruebas de lixiviación el pH ligeramente ácido (pH 5.5) movilizó en mayor grado a casi todos los metales, comparado con el pH muy ácido (pH 4) y alcalino (pH 9). El cromo fue el único metal que no se movilizó. La 11 mayoría de los porcentajes de lixiviación fueron menores del 10%, con excepción de Plomo. De acuerdo a lo obtenido en la extracción secuencial el Al, Fe y Ni pertenecen casi exclusivamente a la fracción residual, para Cr y Cu se observó cierta influencia de la materia orgánica, sin embargo el mayor porcentaje de ambos metales proviene de la fracción litogénica. Zn, Mn y Pb presentaron mayor asociación con las fracciones más inestables como son la intercambiable, la unida a carbonatos y óxidos de Fe�����Mn, con una baja unión a la materia orgánica, indicando mayor nivel de biodisponibilidad por parte de estos metales, sobre todo plomo cuya asociación a la fracción intercambiable fue alta, sugiriendo un aporte antropogénico. En el aspecto metodológico, el protocolo modificado de Tessier et al., (1979) obtuvo mejores porcentajes de recuperación que por BCR (2001), sin embargo resultó muy útil como método confirmativo de la distribución de los metales entre fracciones sedimentarias, al arrojar resultados similares.