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DISTRIBUCION DE Pb Y Cd EN DIFERENTES TAMAÑOS DE GRANO DE LODOS DE DESECHO

M.en C. lcela Dagniar Barceló Quintal M.en C. Hugo Eduardo Solís Correa

Dr. Julio Florlss Rodriguez

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA Casa 2Sied2 al tiempo UNIDAD ALCAPOTZALCD Division de Ciencias Básicas e Ingeniería

Departamento de Ciencias Básicas

ISBN 970-620-783-X Giciembre de 1995

DISTRIBUCION BE Pb Y Cd EN DIFERENTES TAMAÑOS DE GRANO DE LODOS DE DESECHO.

Autores:

lcela Dagmar Barceló Quintal Hugo Eduardo Salís Correa Julio Flores Rodriguez

UAM-AZCAPOTZAL.CO

junio, 1995

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Resultados Experimentales

ESTE TRABAJO SE LLEVO A CABO EN EL LABORATORIO DE

QLJIMICA DEL DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS E ESPEClAClON Y ELECTROQlJlMlCA (G-I 1 1 ) DEL AREA DE

INGENIERIA BE LA UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA UNIDAD AZCAPOTZALCQ

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Agradecemos a la administiración del Parque Deportivo Tezozomac la información y documentación puestas a nuestra disposicirjn y las facilidades que nos brindaron para realizar los muestreos, punto de partida de este trabajo, esperando que los resultados obtenidos les sean de alguna utilidad,

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Resultudos Experimen/aies

CONTENIDO

1 . ir?troducción ........................................................................ 11

2 . Clasificación de contaminantes del agua ........................... 13

3 . Fuentes de contaminación .................................................. 15

4 . Plomo y cadmio como contaminantes del agua ............... 18

5 . Procesos de sedimentación ............................................. 21

6 . Parámetros fisicoquírnicos del agua obtenidos en tres campañas de muestreo ....................... 23

7 . Análisis del sedimento por granuiorrretría ........................ 23

5 . Deteririinación de Pb y Cd en las diferentes fraeci m e s gran u I omét ri cas .............................................. 24

9 . Reactivos e instrumentación ............................................ 27

I O . Resultados obtenidos en las diferentes $tapas del muestreo ...................................................... 27

1 I . Conclusiones ................................................................. 35

2 2 . Bibliografía .................................................................... 41

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&sulto¿los Experimentaks

INTRODUCCION

En el estudio del agua, sea ésta natural1 o de desecho, o en el tratamiento de la misma con fines do reuso, es necesario tener en cuenta sus propiedades fisieoquímicas y las características de las especies químicas de las substancias que se encuentran presentes, ya sea en forma disuelta, o en la suspensión o en los sedimentos.

Los problemas de contaminación en los cuerpos de agua urbanos, y como consecuencia en sus sedimentos, tienen su origen, entre otras causas, en los residuos sólidos originados por los vehículos de motor, la degradación de los recubrimientos de las calles y, sobre todo, en la basura, tanto la industrial como la doméstica. Estas fuentes de contaminación impactan el medio ambiente de otras diversas maneras: la degradación del paisaje (por la pérdida de vegetación), la salud pública y la biota del medio, debido a la presencia de humos y gases con diferentes grados de toxicidad y a la proliferación de gérmeiies patógenos (1).

La lluvia juega un papel importante en la contaminación pues en la temporada de precipitación pluvial, sobre todo al inicio, se arrastran todos los contaminantes presentes en polvos, basuras, en el aire, etc., contaminando los cuerpos receptores (de agua y de ahí a los sedimentos (2). Los sedimentos son importantes en el transporte de metales traza en un ciclo hidroiágico (3) y pueden reflejar, a su vez, la calidad actual de los sistemas acuáticos.los sedimentos han sido investigados por varios autores como: Tessier (4), Stumm y Morgari (5), Forstner y Pachineelam (6), (a través de análisis comparativos en secciones Iongitudinales y núcleos de sedimentos para la determinación de ,anonialías en la concentración total de metales en las zonas de mineraiización y en las zonas zonas de intercambio, con aguas de desecho) y Whitman (7).

El análisis de sedimentos juega un papel importante en las estudios de la calidad de los cuerpos de agua. Los sedimentos son, dependiendo de las condiciones ambientales y de su naturaleza química, buenos o malos receptores de metales traza (8,9). Sin embargo, los metaies no permanecen fijos en los sedimentos ya que pueden ser movilizados y reciclados por agentes biológicos y químicos (1 O, 1 1 ,12). El reciclaje de materia orgánica mineralizada es un componente eserrcial de los modelos que describen la dinámica de tos nutrientes y de los contaminantes en los sistemas acuaticos (13, 6).Para e¡ estudio de estos fenómenos, los sedimentos han sido clasificados en los finos, compuestos básicamente por arcillas y limus, con

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Resultados Ekprimenta!es

tamaños de grano de aproximadamente 50 pm, y en los gruesos, de alrededor de 0,05 mm, conformados por arena y grava.

Los sedimentos mas finos son los que generalmente contienen las concentraciones más altas de los metales traza, según Salomons y Fdrstner (3), y se acumulan en las aguas tranquilas de lagos, presas, etc. presentando alta porosidad y baja permeabilidad. Según Fdrstner (14), existen cuatro factores importantes que afectan la solubilidad, movilidad y biodisponibilidad de los metales asociados a las partículas de los sedimentos:

7 . El aumento en la concentración salina, que impacta en la competencia de los sitios activos de adsorción de los sólidos y la formación de cloruros complejos formados con metales traza, facilitando su redisolución.

2. La disminución local del pH, proveniente de los efluentes mineros y de la lluvia ácida.

3. El aumento de los agentes acomplejantes, naturales y sintéticos, provenientes de desechos urbanos e industriales, que pueden formar complejos solubles, algunos muy estables.

4. Cambio en las condiciones redox del medio inducida, por ejemplo, por depósitos arenosos de materiales anóxicos contaminados.

Se ha demostrado que la contaminación de los mantos acuífercrs está relacionada con la lluvia, la naturaleza geológica de la cuenca colectora y las actividades de la naturaleza y de la población humana, es decir, los contaminantes pueden ser de origen natural o antropogénico (1 7,18). Sin embargo, algunos procesos de dispersión de materiales pueden ser benéficos, por ejemplo:

Las partículas provenientes de la erosión de las montañas y por medio de los torrentes de altitud forman los aluviones tan apreciados por los agricultores. Estos materias en suspensión pueden formar suelos fértiles;

e Es muy difícil considerar como contaminación la sal del mar;

e En el caso de los ríos cercanos a las centrales térmicas, en los que se eleva la temperatura del agua, los peces pueden ser afectados, pero no así los pájaros y otras especies acuáticas.

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Resiiitudor E,xponnit.ntules

El objetivo de este trabajo es realizar un estudio analítico de la presencia de plomo y cadrniú en las distintas fracciones del sedimento recolectado en el lago artificial del Parque Deportivo y Cultural Tezozomoc (Delegación Azeapozalco. México, D.F.), para evaluar la movilidad de estos metales en !os supuestos cambios de lac propiedades fisicoquimicas del cuerpo de agua.

CLASIFICACION DE CONTAMINANTES DEL AGUA

Los contaminantes del agua se clasifican en dos categorías (18):

1. Materia disuelta, que arbitrariamente se ha distribuido en 5 clases, las 4 primeras se basan en los niveles de concentración, mientras la última considera a los materiales que por lo general son transitorios debido a las reacciones continuas en el entorno acuático que cambian sus concentraciones.

a) Clase A , en ésta se encuentran Ius componentes primarios, generalmente en concentraciones de 5 mgll, corno son, por ejemplo, los iones bicarbonato, calcio, cloruro, etc.

b) Clase 2, componentes secundarios, cuyas concentraciones oscilan en más de Q.01 mgíl, como, por ejlemplo: amoniaco, fluoruros, hierro, etc.

c) Clase 3, son aquellos componentes terciarios cuyas concentra- ciones se encuentran alrededor de 0.01 mgíl en adelante, como por ejemplo: plomo, cinc, iitio, bromuros, arsénico, etc.

d) Clase 4, está formada por componentes que se encuentran a nivel de trazas, generalmente en concentraciones menores de 0.01 mgíl, a esta clase corresponden el antimonio, cadmio, cromo, etc.

e) Clase 5, se le denominan componentes transitorios que provienen de los ciclos biológicos o del nitrógeno y otras a de reacciones redox.

En la tabla I se encuentran sintetizadas estas clases.

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Resultudos Experimentales

Tabla 1. Materiales solubles en los mantos acuíferos.

Clase 1 Componentes primarios-generalmente en más de 5mgll Bicarbonato Magnesio Sodio Calcio Materia orgánica Sulfatos Cloruro Sílice S ó I idos -d is u e I tos

totales

Clase 2 Componentes secundarios-generalmente en más de 0.1 mg/l Amoniaco Hierro Potasio Borato Ni trato Estroncio FI uoru ro

Clase 3 Componentes terciarios-generalmente en más de 0.01 mgll Aluminio Cobre Fosfato Arsénico Plomo Cinc Bario Litio B rom u ro Manganeso

Clase 4 Componentes a nivel traza-generalmente en menos de 0.01 mgll Antimonio Cobalto Estaño Cadmio M erc u rio Titanio Cromo Níquel

Clase 5 Componentes transitorios Acidez-alcalinidad Componentes transitorios de ciclos bio16gicos:

Componentes del ciclo del carbono : orgánicoshjidos Componentes transitorios del ciclo del oxígeno Componentes del ciclo del nitrógeno: aminoácidos Componentes del ciclo de azufre: orgánicos

Componentes que participan en Reacciones Redox: Materiales oxidantes del ambiente natural. Materiales reductores del am biente natural

Rad ion úcl i d os

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I I . Componentes tnsslubes, que en los cuerpos de agua se han dividido también en dos clases: a) Clase 1. Sólidos, los cuales pueden hallarse flotarido en forma sedimen- table y10 suspendidos. b) Clase 2. En ella se han clasificado aquellos organismos microbianos corno algas, bacterias, hongos y virus.

FUENTES DE CONTAMiNAClON

Se han considerado como pos¡ bles fuentes de coritaminacibn:

1. 2. 3.

4"

Les descargas de aguas residuaies domésticas. Las descargas de aguas industriales. Las precipitaciones piuviaies (por lo que arrastran de la atmósfera contam i nada) Las descargas provenientes de actividades agropecuarias

1 .- Descargas de Aguas Residuaies Domésticas

Las aguas residuales domésticas se componen de varios tipos de aguas residuales producidas en el hogar (1 7):

Las aguas de la cocina y el lavado de trastos, ricas en desechos orgánicos y grasas emulsionadas (a veces sólo parcialmente) por los detergentes.

o Las aguas del lavado de la ropa y las del bafio, conteniendo sólidos en suspensión, jabón, shampoos, em,ulsionados, según la composición de los detergentes que se usen para lavar. Las aguas provenientes de los excusados, muy ricas en materias h i d roca r b o n a d a s y, a I g u n a s veces , m i cro o rg an i s ni o s pat 6g e n o s.

Estas descargas de contaminantes pueden requerir un volumen de efluente cuya importancia varía según el grado de LirbanizaciBn y el nivel de vida de la región país considerada.

2.- Descargas de Aguas Industriales

La naturaleza de estas descargas son tan variadas como la cantidad de industrias. De manera general, las descargas de aguas industriales deben controlarse rigurosamente, pues las plantas de tratamiento están diseñadas

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Resultados Experjmentales

I para tratar la materia orgánica biodegradable. Este tratamiento se efectúa por métodos biológicos y la presencia de substancias tóxicas o de las no biodegradables pueden afectar su funcionamiento.

Los riesgos más grandes que conllevan las descargas industriales, aparte de las sustancias tóxicas y sus altas concentraciones, pueden provenir de la presencia de hidrocarburos, detergentes y materia orgánica. Por ejemplo, un rastro o una lechería pueden ser la fuente de desórdenes graves cuando tienen como cuerpo de descarga un río con un caudal bajo con respecto al del efluente vertido.

Es necesario hacer notar que la contaminación de un río que se renueva constantemente es menos grave que la contaminacidn de los mantos subterráneos. Las descargas en aguas subterráneas o en medios cerrados, como los estuarios, deben evitarse al máximo.

3.- Descargas de Agua de Lluvia

Cuando llueve, el agua atraviesa la atmósfera y después escurre sobre las superficies impermeables (techos, calles, estacionamientos); más tarde, se dirige hacia las alcantarillas, en los colectores del drenaje se mezcla con los depósitos de las lluvias anteriores y de ahí va hacia las plantas tratadoras de aguas o hacia el medio natural (1 9).

Durante mucho tiempo se consideró que estas aguas estaban limpias y que podlan vertirse en el medio natural sin ningún tratamiento. Bajo esta perspectiva se construyó, en las ciudades modernas, drenajes exclusivos para evacuar estas aguas. Hasta hace poco tiempo el único problema que preocupaba a las comunidades respecto a las lluvias, era el de las inundaciones. Sin embargo se ha observado que después de una lluvia intensa, la calidad del agua en los cuerpos receptores se degrada rápi- damente. Se ha podido observar espectaculares muertes de peces, la desaparición de especies acuáticas y la imposibilidad de utilizar estas aguas para potabilimarlas debido a las altas concentraciones de materias en sus- pensión y de hidrocarburos.

El agua de lluvia empieza a contaminarse casi desde el principio. Durante su travesía por la atmósfera disuelve o acarrea los contaminantes atmosféricos. Entre más contaminada esté la atmósfera, mayor será la contaminación de las aguas de lluvia. El escurrimiento de estas aguas sobre las superficies impemeables aumenta la contaminación. Después, durante su trayecto

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Herttltíidos Experimentales

disuelve parte de los materiales que se encuentran en las calles, o bien, si la lluvia es intensa, puede arrancar pairtículas de las construcciones y del pavimenta.Otro fenómeno que ocurre con la lluvia en zonas urbanas es la acidificación del agua, con lo cual aumenta su poder disolvente, y de esta manera puede atacar las fachadas de las construcciones, especialmente las met8licas, lo que provoca ia introduecián de contaminantes metálicos. Las aguas ácidas provocan la disolución de carbonatos y minerales de los suelos, lo que contribuye a aumentar la contaminación por metales en las descargas de aguas en tiempo de lluvia.

Sobre las aguas de lluvia, o mejor dicho, sobre las descargas de aguas urbanas en tiempo de lluvia se sabe muy poco; se conoce, sin embargo, que los ~ ive les de contaminación dependen de un gran número de factores entre los que destacan: el grado de urbanización e industrialización, las características tecnológicas y operativas de la industria, la duración del periodo seco antes del evento pluvial, la frecuencia y tipo de limpia de las cabs, la intensidad de la lluvia, la calidad de las gasolinas de los vehículos de motor y de los combustibles industriales, etc. En general estas descargas se caracterizan por acarrear grandes cantidades de materias en suspensión, hidrocarburos y metales tóxicos corno plomo, cinc, cadmio, y cobre, entre otros.

4.- Descargas Provenientes de Actividades Agropecuarias

La agricultura ha entrado en un estado de industrializaci6n activa, al menos en los países desarrollados. A pesar de ciertos augurios, parecería que esta evolución esta muy lejos de detenerse. En los países desarrollados se observa una tendencia a aumentar la especialización en cultivos y la investigación para buscar altos renldimientos y, por consecuencia, una mecanización creciente, el uso intelnsivo de productos químicos y una modificación profunda en la mentaliidad de los agricultores. Entre los inconvenientes de estos cambios paria el medio acuático se encuentran los siguientes:

I . La erosión de los suelos a causa del aumento de los monocultivos.

2. El uso de fertilizantes químicos, en lugar de los fertilizantes naturales, que se reciclan de manera natural.

El drama es que, por una parte, los vegetales necesitan cierto tiempo para asimilar el nitrógeno y, por otra, los fertilizantes nitrogenados corno el nitrato

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Resultados Experimentales

de amónio (NH4N03) son muy solubles en agua. De hecho, las plantas asimilan estos fertilizantes solubilizados en agua. Esto provoca que, si ha sido reciente su aplicación, una lluvia fuerte acarree el fertilizante, lo que hace que los terrenos lo pierdan y se tengan que hacer nuevas aplicaciones de estos productos. Además, es cierto que los fertilizantes nitrogenados y fosforados son siempre aplicados en exceso, lo que provoca un aumento de nitratos y fosfatos de los cuerpos de receptores de agua que escurren de los campos agricolas. De esta manera se contaminan aguas superficiales y, lo que es mas grave, estos contaminantes pueden infiltrarse a través de las capas de tierra y llegar hasta los mantos freáticos y las aguas subterráneas profundas. Cuando esto sucede estos compuestos pueden conservarse estables, pero una falta de oxígeno puede causar que se transformen en amoníaco o en sales de amonio, que son más tóxicos que los nitratos. El problema de la contaminación de los mantos freáticos por nitratos es uno de los problemas más serios de los Últimos tiempos.

3. El uso de los plaguicidas y otros productos fitosanitarios.

En este campo es necesario recordar los beneficios de la utilización de estos productos que ha hecho habitables muchas regiones gracias al control de un gran número de insectos propagadores de enfermedades (por ejemplo, el paludismo); y también ha ayudado a aumentar sensiblemente el número de cosechas. Es necesario reconocer que estos productos han sido utilizados con buenos propósitos, pero muchos son estables y han tenido consecuencias desastrosas para el ambiente.

Las moléculas de algunos de estos compuestos son poco degradables y también muy móvoles, incluso se les ha encontrado en la sangre de fauna silvestre del antártico. Una vez que estas moléculas han alcanzado las aguas subterráneas, permanecen ahí y, lo que es más grave, su número y cantidad siguen aumentando a causa de su continua utilización. Es urgente que se establezcan mecanismos para limitar la utilización de estos produc- tos en tanto se encuentran procedimientos eficaces para el control de plagas con menor impacts ambiental.

PLOMO Y CADMlO COMO CONTAMINANTES DEL AGUA

La Nalco Chemical Company (18) considera al Pb como componente terciario o de la clase 3, es decir, materiales que se encuentran en

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Hesultndos E'xperrtnentaler

concentraciones superiores a 0.01 rng/l. La presencia de Pb en el agua dulce generalmente indica la contaminación con desechos metalúrgicos o venenos industriales que contienen Pb, como el caso del arseniato de plomo. Sin embargo, tambien puede aparecer en el agua COMO resultado de la corrosidn de amalgamas que contiienen plomo, como las soldaduras. Por ser anfótero, el ion plomo es atacado en medios alcalinos.

Los límites de plomo en el agua potable se han establecido como de 0.05 mg/l, lo cual se logra fácilmente mediante una buena filtración. En las aguas de desecho, en donde puede estar coordinado químicamente con materia orgánica, puede hallarse solubilizado y se puede requerir de la oxidación de la materia organica para lograr su elitninaci6n total. Otra fuente de conta- minación por plomo puede ser las coinbustión de productos de baja calidad. En áreas urbanas las concentraciones de plomo en polvo suspendido en el aire provenientes de las emisiones vehiculares, hasta antes de la eliminación de este metal en una de las gasolinas usuales, era entre 500 a 10,000 ng/m3 (20).

El cadmis es considerado como un componente traza de la clase 4 (18). Conio ion presenta una solubilidad muy limitada, Puede ser precipitado como carbonato o eliminarse mediante intercambio catiónico. La concentración de este ion en aguas potables está restringida a un máximo de 0.01 mg/l. La toxicidad del cadmio esta asociada con la inhibición de los sistemas enzimáticos, ya que interfiere fuertemente con las metaloproteínas, rnetaloenzirnas, metaloaminas y fosfolípidos.Las emisiones directas de cadrnio de los materiales de desecho en el ambiente son altos. En la figura 1 se presenta un ciclo de movilidad de este metal.

Lo más importante que distingue a los metales pesados de otros contaminantes tóxicos es el hecho de no ser biodegradable y que una vez que entran al ambiente, su potencial tóxico es controlado en gran extensión por su forma fisicoquímica (21).

La toxicidad de una especie disuelta de un metal particular sobre los organismos acuáticos está relacionada con su capacidad de reaccionar con membranas biológicas. El transporte de oxígeno, iones de sodio, potasio y cloruro, es afectado por cambios morfológicos en las agallas de los peces debido a la acción de los metales. L.a penetración de la membrana por un ión metálico para reaccionar con los componentes celulares dependen de su liposolubilidad o de su capacidad para reaccionar eon una proteína de it-ansp0rte.

ha naturaleza provee a los peces de im sistema contra metales ingeridos,

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INFLUENTES DE AGUAS NEGRAS

Y AGUAS TRATADAS COMPOSTEO

DRENAJES

ss -LODOS

O Cd [TONS/AÑOI 0 FLUJOS c] FUENTES

wp - PURlFlCAClON DE AGUAS RESIDUALES

RELLENOS SANITARIOS PARA COMPOSTEO Y DEGRADACION

Figura I. Incorporación del cadmio a la tierra desde diferentes origenes .

siendo eliminados en el hígado. La naturaleza, sin embargo, no sólo los ha equipado contra iones metálicos u otras especies metálicas. El agua de mar sin contaminar, o el agua fresca, contienen estos metales en concen- traciones muy pequeñas(22). La contaminación antropogénica añade al agua natural metales en forma tóxica o, disminuyendo el pH del cuerpo de agua, puede hacer que un metal inactivo pase a una especie tóxica como el AI(OH)2.

La descomposición de la materia orgánica, que es generada por micro- organismos, generalmente sigue un conjunto de etapas que dependen de la naturaleza de algún agente oxidante(23). En sedimentos acuáticos, los eventos sucesivos son: respiración, reducción de nitratos, sulfatos y formación de metano.

Los ambientes sulfurosos y metanogénicos contienen minerales de sulfuro de hierro, ya sea de formación reciente o preexistentes. Parece ser que el metano, el carbonato y el fosfato de hierro se encuentran más fácilmente en sedimentos no marinos que en los marinos, debido a una baja concentración inicial de sulfatos en el agua (24).

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Resirltudos ~perrwientules

Forma fisicoquímica -____-_____I__

Partículas

Iones metálicos hid ratados

Complejos inorgánicos simoles

_____--_-_I__

Bajo condiciones oxidantes, el sólido controlante, puede gradualmente cambiar de sulfuros metálicos a carbonatos, oxohidratos, óxidos o silicatos, cambiando así la solubilidad de los metales asociados (25,26). En la tabla 2 2 adjunta se presentan algunas formas fisicoquímicas de metales en aguas naturales(27).

___I--__

Ejemplos -___

las retenidas en 0.45inm

cd(H2(3)s2+--- -

I__I- __ ____I--_

Pb(H20)4Cl~

Tabla 2. Ejemplos de formas fisicoquírnicas en aguas naturales

Diámetro aproximado en nm.

450 ___I -

Compuestos PbS, ZnCO3 1-2 inorgánicos estables I

__I ---_____

PROCESOS BE SEDIMENTACIQN

El transporte de sedimentos y sus depósitos son los procesos dominantes que influyen significativamente en la respuesta ecológica de los sistemas (28).Los sedimentos juegan un papell importante en la contaminación del agua no solo por su volumen y peso, sino también por el papel que representan como portadores de pesticidas, residuos orgánicos, nutrientes y organismos patógenos (29-31) y, en algunos casos, catalizan sus transformaciones ylo descomposición. Las características de las cuencas influyen sobre ¡a velocidad de la liberación de sedimentos inorgánicos hacia el cuerpo receptor. La precipitación pluvial libera una caritidad finita de energía y es la que determina las velocidades de erosión y transporte de partículas de materiales (o, comcl actualmente se acepta, material partlculado).Esta cantidad finita de energía también se refleja en el transporte diferencial del material particulado, ya que las partículas finas son transportadas a mayores distancias que las gruesas y su velocidad de sedimentaci6n es menor. Los sedimentos fluviales son generalmente enriquecidos en arcillas finas y partículas de cieno y su contribución relativa a la formación y/o modificación de las cuencas es importante (32-34).

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Residtudos Experimentales

Los depósitos de diferentes especies de sedimentos ocurren durante el transporte promovido por la corriente. Los depósitos de sedimentos fluviales en la llanura aluvial son acompañadas por una distribución del material particulado con base en su granulornetria. El material grueso generalmente se acumula en el canal de la corriente, mientras que el fino, arcillas y cieno, se acumulan en la llanura aluvial. Este material fino es también fácilmente lavado dentro de la corriente durante los eventos de precipitación pluvial y son transportados río abajo hacia los depósitos. El sedimento fino y las partículas de arcilla tienen una alta capacidad adsortiva para atrapar a los fosfatos (31,33,34) y a los nutrientes y contaminantes(35), así como disolver a los ácidos orgánicos (36).

Los sedimentos, la materia orgánica adsorbida en las partículas finas y los constituyentes con propiedades adsorbentes son transportados durante las precipitaciones pluviales y/o por inundaciones (31,35,37). Estos transportes pueden ocurrir durante las tormentas con periodos intermitentes de depósito y acarreo de material (37).

Las partículas finas de materia orgánica (PFMO) son transportadas preferencialmente sobre las gruesas (PGM0)(30) y se espera que en el decurso de las corrientes de agua se incremente la concentración de las primeras. Los sedimentos pueden también recibir proporciones relativamente altas de PF y disolver materia orgánica, como ocurre en los lagos naturales.

Parece ser que las estaciones del año son un factor importante para el transporte de sólidos suspendidos (37), que puede estar asociado no sólo as los factores climáticos sino también al uso del suelo, como ocurre, por ejemplo, en la primavera, que es época de siembra y de otras prácticas agrícolas, se genera un decremento en la acumulación de sedimentos y un bajo porcentaje de partículas de naturaleza arcillosa en los mismos. Schreiber et al (35) encontraron que el contenido de arcillas en los sedimentos parece estar inversamente relacionado a la magnitud de flujo en los meses de enero a julio. En cambio, de agosto a octubre, los sedimentos presentan un alto componente arcilloso, cuando existe un aumento en la vegetación. Esto también, corresponde al periodo de incremento del contenido de fósforo orgánico en los sedimentos suspendidos (26).

Finalmente, la distribución de sedimento transportado es diferente entre los lagos y depósitos; en los lagos están uniformemente repartidos. En contraste, los depósitos generalmente reciben la mayoría de su alimentación de una a dos localidades tributarias situadas a distancias considerables. Esto fomenta el desarrollo de gradientes físicos y químicos pronunciados

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Resultudos Experimentales

dentro de éstos depósitos, por lo tanto, tierten consecuencias importantes para la productividad biológica y la calidad del agua.

En lagos y depijsitos cercanos a centros urbanos, en temporada de seca, los sedimentos se contaminan mediante el polvo y las partículas suspendidas en el aire; la lluvia aumenta esta contaminación mediante el arrastre de los contaminantes existentes, no sólo en el polvo sino en la basura acumulada y el polvo depositado en las hojas de las plantas.

PARAMETROS FlSiCOQUlMlCOS DEL AGUA, OBTENIDOS EN TRES CAMPANAS DE MUESTREO.

El lago artificial objeto de este estudio se encuentra enclavado en el Parque Deportivo Tezszomoc (31, el cual se encuentra en los límites del Distrito Federal, en la Delegación Azcapozailco, y el municipio de Naucal an de Juárez, Estado de México; con una superficie de 17,000 m I una profundidad máxima de 1,92 rn, con un contenido de 35,000 a 38,000 m3 de agua, la cual proviene de las precipitaciones pluviales y de una planta de tratamiento secundario. Todo el sedimento recolectado fue obtenido en la zona del cárcamo, por ser la región de mayor acumulación.

En cada muestra se midieron el pH, la temperatura y la csnductividad del sitio. La tabla 3 contiene las fechas en las que fueron realizados los muestreos y los resultados de los parámetras medidos en campo en cada campaña.

TABLA 3. Parámetros fisicoquímicos del agua, determinados in situ, obteni-

ANALISIS DEL SEDIMENTO POR ERANULOMETRIA.

La separación de materiales en fracciones de tamaños diferentes tiene, en muchos casos, gran importancia, por constituir el medio para preparar un producto para su mejor control ya sea de tipo físico o químico. Existen

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Resultados Experimentales

diversos métodos para separar fracciones de una muestra sólida disgregada con base en el tamaño de sus partículas, cuya selección depende de los tamaiíos, de la dispersión de sus tamaños, de sus propiedades físicas y de sus características propias de desecación y humedad. El método que utilizamos en este estudio es el del tamizado.El tamizado es una operación que se realiza haciendo pasar el producto sobre una superficie provista de orificios del tamaño deseado y por io tanto se logra separar, de una mezcla, 2 o más fracciones, cada una de las cuales estará formada por partículas de tamaño más uniforme que la mezcla original (38).EI tamizado se puede realizar en seco y en húmedo. El tamizado en seco se aplica a materias que tienen poca humedad natural o que fueron desecadas previamente.

El dispositivo que provee la superficie con las perforaciones se llama colador, cernidor, cedazo, tamiz o cri ba.Estos aparatos se constituyen con telas de malla de alambre cuyos diámetros de hilo y espaciados entre ellos están cuidadosamente especificados. Estas telas de tamizado constituyen el fondo de cajas metálicas cilindricas, cuyo diámetro y altura suelen ser de 20cm y 5cm respectivamente, cuyos bordes inferiores están dispuestos de modo que el fondo de un tamiz encaje correctamente con el borde superior del tamiz siguiente. El espacio libre entre los hilos del tejido de un tamiz se llama abertura del tamiz. Para realizar el análisis granulométrico de una muestra se forma una columna de cribas en orden decreciente de aberturas, con la mayor en la parte superior. El material que pasó a través de un tamiz y ha sido retenido sobre otro, porque sus orificios son de tamaño menor que el anterior, suele considerarse como de tamaño igual a la media aritmética de las aberturas de ambos tamices.

DETERMlNAClON DE Pb y Cd EN LAS DIFERENTES FRACCIONES GRANULOMÉTRICAS.

Se efectuó un estlidio granulométrico para determinar si existe alguna correlación entre el tamaño de grano y las concentraciones de plomo y de cadmio, suponiendo constante la naturaleza del sedimento.Para ello, se trituraron las muestras previamente secadas y se llevo a cabo el siguiente procedimiento:

1. Para realizar el análisis por tamizado se limpiaron los tamices a utilizar con una brocha o pincel fino, golpeándolos ligeramente para librarles de cualquier partícula adherida. En nuestro caso, se utilizaron las mallas No 60 y No 200. Se encajaron los tamices entre sí, colocando el de 60 mallas en la

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Resulrodos Experrrnentnies

parte superior y el más fino de 200 mallas, en la parte inferior. Completan la colección un recipiente colector bajo el tamiz del fondo (el pasado por 200 mallas) y una tapa sobre el tamiz superior.

Los tamices utilizados fueron los siguilentes:

Tabla 4. Cedazos empleados para el estudio granulómétrico 7- - u__- [Abertura (pulg.) --I--- I Abertura (mm) / No de mallas 1 D i á r n % K l

2. Se cargó una cantidad conocida de la muestra seca en el tamiz superior ( N O GO), y se cubrió con la tapa. El conjunto se sometió a un movimiento de rataciSn y de choque, durante de 45 minutos, obteniéndose en cada malla las siguientes cantidades:

I er. Muestreo. fracción Cantidad retenida en malla No 60: 35.0768 g. Q.5216 Cantidad retenida en malla No 200: 19.8956 g. 0.2958 Cantidad pasada por malla No 200: 12.2788 g. O. 1826

67.2512 g. 1 .o000

2O Muestreo f racci ón Cantidad retenida eii malia No 60: 20.7449 g. 0.4658 Cantidad retenida en malla No 200: 10.2666 g 0.2305 Cantidad pasada por malla No 200: 13.5216 g. 0.3036

44.5331 g. 0.9999

3* Muestreo fracción Cantidad retenida en malla No 60: 37.2956 g 0.5970 Cantidad retenida en malla No 200: 13.9245 g 0.2229

11 .I521 g o. 1785 62.4722 g 0.9984

Cantidad pasada eri malla No 200:

3. Teniendo las muestras ciasificadas, se procedió a pesar aproximada- mente l g . (por triplicado) de cada fracción y se le agregó la mezcla:

5 ml HF, 10 ml de i-iN03 y 5 ml de H20,

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I

1 2 3 4

Resultados Expenmenroles

Se hizo una digestión por microondas (39,40) utilizando las mismas condiciones que en la determinación de metales totales, sometiéndose a las siguientes fases:

Tabla 5. Programas empleados en el digestor de microondas para el tratamiento de las muestras, en sus dos fases:

10 70 O 5

10 70 5 O

II__

la . fase a P= 70 psias

Programa

1 2

Programa Tiempo (min) Potencia I - L

Tiempo

5 5

i 5 - T 1 0 - - t 70 I 6 I 10 l o

2a. fase a P=90 psias

I 3 I 5 I 90 I I 4 I 5 i o 1

4. Una vez enfriadas las muestras se atacaron en vasos de tefión y en un baño de arena con 2 mi de HC104 hasta casi sequedad; después fueron centrifugadas para eliminar el residuo sobrante y se aforaron a 100 ml. Posteriormente se analizaron los contenidos de cadmio y plomo por Espectrofotometría de Absorción Atómica de Flama empleando el método de adición de estándares.

En paralelo se realizó un estudio de la pérdida de peso (H20 y materia volátil) del sedimento del cárcamo en cada etapa del muesfreo, correspondiente a la época de seca (febrero), de lluvia (junio) y al posterior a la lluvia (septiembre). Se determinó por una parte el % de humedad, encontrando que por cada 5 g de muestra húmeda se obtuvo alrededor de l g de muestra seca aproximadamente y, por otro, se determinó la materia vo táti I.

26

He TI. ittrdos Exprrirneninles

Con la muestra obtenida en cada etapa del rnuestrea se procedió de la siguiente manera: I. Un juego de 3 cápsulas de porcelana se llevó a peso constante mante- niéndolas primero en la estufa durante un día a 50 OC y después en la mufla a 200 OC durante doc horas, pesando las cápsulas y registrando sus pesos. 2. Se pesaron aproximadamente 3 g de cada una de las muestras secas de sedimento, una por temporada, para las que se determinó la pérdida de peso. 3. Se metieron las cápsulas con el sedimento a la niufla durante 1 hr. a 200OC. Se dejjó enfriar el tiempo necesario para poder pesar y así cuantificar la materia volátil. 4. Nuevamente se metieron a la mufla las cápsulas con el sedimento, durante1 hr a 500 OC, se dejaron enfriar y se tomó el nuevo peso. 5. Se siguió el paso anterior pero a una temperatura de 800 OC durante 3 hr, se enfrió y se obtuvo un peso, otra vez se metió a la mufla a la misma temperatura durante 1 hr y se mantuvo el peso.

En la figura 2 se presenta una gráfica de la variación del peso del sedimento calcinado a diferentes temperaturas.

REACTIVOS E INSTRUMENTACION - Aci dos : N ít r i co , Pe rcl Ó ri co , Acético , F I uorh id rico; Supra pur Science -Nitrato de Plomo, Nitrato de Cadmio; Tritisol Suprapur -Mufla Termoline con control tipo 53600 -Estufa Felisa -Centrífuga IEC Clinical -Muestreadores Wheaton tipo Grab -Csnductímetro, pH, temperatura Conductronic PC-18 -Espectrofotometro de Absorción Atórnica SpectrA-A 20 Plus de Varian -Digestor de microondas CEM MDS-81 D

RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DIFERENTES ETAPAS DEL MUESTRE0

En las siguientes figuras 3, 4, 5, 9, 10 y 11, se muestran los resultados en %, obtenidos en el estudio granulométrico en las tres etapas de niuestreo, asi como, los resultados de la especiación que se realizó en paralelo (41), en las tres épocas de muestreo,figuras 6 y 12. Posteriormente en las figuras 7 y 13 se presenta la distribución de cada metal en las fracciones granulométricas del sedimento en las tres campañas de muestreo y por

27

I

T- 2 8 x "! - 6 u8 osed ep sep!p~gd st3

P E

b> O O io

8 N _ _

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~- o 0 0

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c (I c c Q c

is

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c c

<u U O a a, CI Q) U a o -2 a 'a,

cu L 3 U u. .-

28

último en las figuras 8 y 14 se presentan las comparaciones en la determinación de los totales particuiados, por especiación y por granulometría.

SE’ .!O@ 2 7 4 9 - r

‘ 3 0 1 2 %

Figura 3. Concentración del plomo en las diferentes fracciones granu!ometri- cas del sedimento obtenido en febrero de 1993, expresado como porcentaje ponderado.

RET eo

R T T 200 2 1 31-2

up!- \

FeAS 200 .*7.80%

Figura 4. Concentración de¡ plomo en las diferentes fracciones granulométri- cas del sedimento de junio de 1993, expresado como porcentaje ponderado.

29

I

Resultados Experimentales

RET so

PAS 200 46.04%

Figura 5. Distribución del Plomo adsorbido en las diferentes fracciones granulométricas del sedimento obtenido en septiembre de 1993.

Plomo febrero 1 9 9 3 PROMEOIO DE RESULTADOS

20 70%

Plomo f e b r e r o IS93 PROMEDIO DE RESULTAOOS.

1 . I NTEZRCAM BIAE LE 2 .AC . SOLUBLP: ~ . R E Z D U C I B L ~ ~.OXIOAELE S.RESIDUAL Plomo septiembre 1993

1 .INTERCAMBIABLE 2.AC.SOLUBLE 3. REDUCIBLE 4.0XI DABLE 5. RES I DUAL PROMEDIO DE RESULTADOS.

29.50%

1 .INTERCAMBIABLE 2.AC.SOLUBLE 3.REDUCIBLE 4.OXIDABLE S.RESIDUAL

Figura 6. Resultados comparativos de la especiación de las tres campañas de muestre0 del año de 1993 para Plomo.

30

Hesulhido s fi.kperrnrentules

DlSTRIBclClON 3 E Pb EN LAS FRACCIONES GRANULOMETRICAC DEL SEZDIMENTO.

Figura 7. Distribución de Plomo en las; diferentes fracciones granulometricas del sedimento en tres campañas de miuestreo.

rng/Ky promedio de plomo 300

250

200

150

1 O 0

m-..,,.. I = 2" - ...I.. I =>TALES E'SPECTOTALES GRAN.

ANALISIS EN TRES PERIOi30S DE MUESTREO. ( =..-,... //

Figura 8. Resultados comparativos de los totales partieuiados, totales por especiación y totales par granulometría de Plomo.

31

Resultados Fxperimentules

-.a. PAS ZOO

34.66%

Figura 9. Distribución del cadmio en las diferentes fracciones granulométricas del sediments obtenido en febrero de 1993.

I

RET 60

PAS 200 3 a. 1 9-1-

Figura I O . Distribución del cadmio en las diferentes fracciones granulométricas del sedimento obtenido en junio de 1993.

32

RET 60

/"

PAS 200 4 0 7 7 %

Figura 1 I . Distribución del cadmio en las diferentes fracciones granulométricas del sedimento obtenido en septiembre de 1993.

4 1 1 ¶O.,.

Cad m io ju ni0 1 993 PROlrlEDlO DE RESULTADOS.

1 INTERCAMBIABLE 2 A C SOLUBLE 3.REDUCIBLE 4 OXIDADLE 5 RESIDUAL

Cadmio setp t ie rnpre 1 9 9 3 PROMEDIO DE RESCILTADOS.

1 .INTERCAMBIABLE: 2 AC.SOLURL6 3.REDUCIBLE 4 O X I D A B L E 5.RESIOUAL

Figura 12. Resultados comparativos de la especiación de las tres campañas de muestre0 del año de 1993 para C:admio.

33

Resultados Experimentales

3.343 ret 200rn I 3.764 ret 6Om I 3 55

DISTRIBUCION DE Cd EN U S FRACCIONES GRANULOMETHICAS DEL SEDIMENTO.

- -_ -_ _..I_II.---._-__I_.-__.-

4.133 a ~ f i i

Figura 13. Distribución del Cadmio en las fracciones granulométricas del sedimento en las tres campañas de muestreo.

I

ANALISIS DE C d EN SEDIMENTOS. FEB. JUN. Y SEP. 1993 Cd total pariioulado. por especiaoion Y por qranulometria.

rngiKg promedlo de cadmio _I

. . . . . .

o TOTALES PART. TOTALES ESPEC. TOTALES GRAN. ANALISIS EN TRES PERODOS DE M U E S T R E 0

Figura 14. Resultados comparativos de los totales particulados, totales por especiación y totales por granulometría de Cadmio.

34

CONCLUSlONES

La tabla 6 contiene un resumen de los resultados experimentales. Observa- rnos en la parte a de la tabla que la distribución granulométrica es aceptablemente constante, aunque en junio, recién iniciada la época de lluvias, ¡a fracción mas fina aumenta. Aunque este análisis se realizó por triplicado en cada ocasión y el sedirnento fué homogeneizado previo a la toma de muestras, la fracción de gruesos siempre es muy burda y difícil de cuantificar.

Tabla 6. Resumen de los resultados experimentales.

a) Fracciones granulomktricas de las muestras de sedimento obtenidas en 1993. Las fracciones se dan en gramos de muestra cernida por gramo de sedimento. . . ....

f raccio n r~ - ~ - - .- - .___ ... ...

_.

....

b)Distri bución del plomo en las diferentes fracciones granulométricas del sedimento. El porcentaje es sobre el contenido del metal en las diferentes fracciones y se calculó ponderando con las fracciones masa de sedimento. .. .......... c- . mg/kg . .

I contenido en I_.___ ~.-. __I .d-ej----igl,eF,y-

c)Distribución del cadmio en las diferentes fracciones granulométricas del sedimenta. El porcentaje es sobre el contenido del metal en las diferentes fracciones y se calculó ponderando __.____-.-______I_ con las fracciones masa de sedimento.

....... ... del metal, ...... en YO .-___--

... junio bseptbre] ..... 10.65 6.75 26.32 ... 33.61 42.56 t 11.29 39.50 28.30 26.12

____- R/60 w200 -. - __ _._I-___ -- .-

-____I I__ ..... .... - II__

............... P/200 18.34 18.51 16.55 +--3717 4. .-. __ Prom., to ta l i .............. 9.66 1 t 1 4 5 7 7 ....... 1 9 1 51 _____.. 1 99.99 f ... 100.01

35

Resultados Experimentales

En el análisis de los metales habrá que considerar tanto el contenido en cada una de las fracciones como su distribución. En ambos casos (plomo y cadmio), se observa que el contenido aumenta de febrero a junio, pero menos significativamente de junio a septiembre. Esto podría sugerir que en época de lluvias puede haber un mayor aporte de metales al lago, principalmente por la precipitación de los polvos urbanos causado por las lluvias. Otro factor que pudiera entrar en juego es el cambio del pH del cuerpo de agua; el pH mas ácido observado corresponde al mes de febrero, época seca, que induce una tendencia a mantener disueltos los metales, en tanto que en junio el pH se eleva hasta 8.8 (ver la tabla 3), e induce la formación de los compuestos insolubles (probablemente los hidróxidos, óxidos y carbonatos), que se asocian a los sedimentos. En los datos hay también consistencia con la distribución de la materia orgánica (ver figura Z ) , ya que en febrero la presencia de fracciones calcinables es menor que en junio y septiembre.

Hay tanibién consistencia en cuanto al contenido por fracción granulométrica pues se nota en todos los casos que los metales tienden a concentrarse en la fracción mas fina.

Tomando en cuenta los resultados de la especiación obtenidos en el muestre0 (41) y de las medidas de metales asociados a particulas se observa que:

En primer término, dado que las características del lago (como su poca profundidad, los tiempos de desasolve, los aereadores, etc.) permiten la oxigenación del sedimento, ya que éste no presentó el olor característico de los cuerpos de agua anóxicos (medios reductores que propician la fennentacibn pútrida con desprendimiento de sulfuros) durante el tiempo de estudio. El sedimento de este lago se puede considerar como óxico, es decir, con las características típicas de los sedimentos oxidados. Louma y Bryan (42) consideran que este tipo de sedimentos contiene varios componentes como diversos tipos de materia orgánica, la cual está integrada de ácidos húmicos y humínicos, detritus, bacterias, fitoplancton, etc., las cuales pueden presentar importantes sitios activos capaces de adssrber metales traza.

Esta hipótesis se vió reflejada en un estudio de adsorción competitiva de cadmio y plomo en superficies caoliníticas (43,44). Lion et al (45) estudiaron la adcorción de metales pesados sobre Sedimentos estuarinos y observaron que la materia orgánica y los oxo-hidróxidos de Fe y Mn son fases

36

Hesrtliudos Expenmanides

importantes para unir Cd y Pb en los !;edimerrtos í3 diferentes valores de pH, COMO se puede apreciar en la figiira 15.

Figura 15. Adsorción de Cadmio y Plomo sobre sedimentos no tratados (V), después de tratamiento con MgC12 (A), después de tratarlos con clorhidrato de hidroxilamina (NH20H.HCI) para eliminar los oxo-hidróxidús de Fe y Mn (O) y tratamiento final con H202 para eliminar la materia orgánica (U).Ref. 45.

Según Sigg et al (46), el pH del medio es una variable importante en la adsorción de los metales, ya que 10s oxo-hidróxidos de Fe y Al adsorben mucho más los metales traza que los oxo-hidróxidos de silicio. Sin embargo, tanto éstos corno las arcillas funciman como soporte para el depósito de materia orgánica y de oxo-hidróxidos de Fe y Mn presentan bases semisuaves (en la clasificación de Pearson, ref. 48), lo que permite la formacibn de enlaces más estables con Pb, que es un ácido semisuave, que con Cd, que se considera como un ácido suave y, por otro lads, pudiera ser que en la época de lluvia la proliferación de microorganismos, entre otros bacterias, algas, fitoplancton, etc., generen protólisis de grupos funcionales como los aminoácidos zwiteriónicos:

37

Resultados Experimentales

COOH coo- COQ- I I I

R f) R ++ R \ \ \ NH3+ NH3+ "2

En los estudios de Tessier (47) sobre sedimentos se observa que cuando el pH baja, las cargas de los grupos funcionales tienden a ser más positivas y a medida que éste se incrementa, tienden a ser más negativas, con lo cual pueden actuar como ligandos en la formación de quelatos.Esto explica, quizá, el porqué la tendencia del Pb a ubicarse en la fracción que está mas relacionada con la materia orgánica.

En las figuras 15 y 16, provenientes de los estudios de Lion et al (45), se observa que el cadmio presenta asociación hacia los coloides de manganesa y hierro en sedimentos oxidados cuando el pH del medio está entre 6 y 9, como es el caso del lago de éste trabajo. Cuando se compara con estudios hechos con oxo-hidróxidos sintéticos de hierro, en la misma figura 16, se observa una similitud en el comportamiento de la adsorción con el sedimento del lago.

La fracción de materia volátil que se determinó para los sedimentos de febrero y junio muestra que en febrero se obtuvo alrededor de 26% y en junio el 30%. A pesar de la semejanza de estos valores, que implican una proporción parecida de compuestos orgánicos en ambas muestras, en el mes de febrero pudieran existir más productos de oxidación tales como los ácidos húmicos, fúlvicos y tánicos.En el mes de junio, en el cual la materia orgánica es mas reciente, es posible hallar una mayor cantidad grupos nitrogenados (aminoacidos) y ésto nos explica la mayor asociación del metal al sedimento de junio, lo que concuerda con los hallazgos obtenidos al realizar los análisis por especiación(41), al haber encontrado mucho más plomo en la fracción oxidable en junio que el medido en el mes de febrero.

38

He.iu;tiidos &per-imeniales

Figura 16. Adsorción de cadmio sobre un sedimento estuarino (a) y (c) ó sobre oxo-hidrbxidos de hierro (b) y (d), a diferentes concentraciones de cadmio. Ref. 45.

Se puede concluir que los metales estudiados presentan mayor afinidad hacia el polvo fino (que pasó el tarniz 200), debido a sus interacciones favorables con la materia orgánica, Ici cual es concordante con los estudios de especiación (donde el Pb se detectó en mayor proporción en la fracción 4, que contiene la mayor cantidad de materia orgánica) (41). También se observó en los estudios de especiaci0n que el cadmio no tiene una afinidad definida hacia los compuestos orghnicos, y entonces quedan los oxo- hidróxidos de hierro y manganeso como los retenedores de este metal.

Un comentario adicional respecto a la toxicidad potencial del sedimento. En la tabla 7 adjunta se muestran los contenidos límites de plomo y cadmio (en mg/kg) establecidos en diferentes norinas o recomendaciones, junto con los obtenidos en el sedimento de nuestro trabajo.De considerar las normas de mayor aritiguedad, el sedimento del parque Tezomomoc podría ser utilizado para fines agrícolas, pero, según la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los E.U.A., el uso de este material no es recomendable porque su composicibn en cadmio rebasa el límite máximo aceptable. Es probable que en México no exista normatividad al respecto. Se observa que el plomo siempre está debajo de los límites de aceptación.

39

Resuitudos Experimentales

Tabla 7. Comparación de las normas oficiales de Francia, Canadá y Estados Unidos para sedimentos empleados en usos agrícolas

[FRANCIA (Norme AFNOR U44 - 041, 1975) 4 máximos en los sedimentos

CANADA (Weber, 1988) I-

500 1100 500 I I Plomo

i

lUSA (BioCycle, 1989) -----I1

I Plomo 248 1 O00 I

R PARQUE DEPORTIVO TEZOZOMOC EN LA CD. DE i1 I MEXICO 1

Concentraciones (totales Dor aranulometrÍaM 1993)

Elemento Febrero Junio septiembre Cadmio 9.66 14.57 9.51 Plomo 115.19 190.03 170.73

40

SI 13110G RAF I A

1. Resa, J.M. y Cepeda, M.; Estudios Previos al Diseño de una Planta de Tratamiento de Residuos Sólidos Urbanos. Facultad de Farmacia, Ingeniería Química. Gasteiz-Vitoria, (1 990), pp.203-21 I.

2. Flores, J., Barceló, I., Soiis, H., Barrios, R., Determinación de Metales Tóxicos en Polvos Urbanos. Ponencia en XXlX Congreso Mexicano de Química Pura y Aplicada. Cancún , (2. Roo. 1993.

3. Salornons, W.; Forstner, U. Metals in the Cycle Hidrologic, Springer Verlag, Berlin Heildelberg, New Yorlí, 1984.

4. Tessier A., Campell P.G.C. and Bisson M., Particulate Trace metal Speciation in Stream Sediments and Relation with Grain Sire: Implication for Geochemical Exploration. J. of Geochem. Explor., (1982); 176; 77-104.

5. Stumm y Morgan. Aquatic Chemistry. 2a Edición, Wiley, New York, (1981); pp 780.

6. Forstner,U.; Pachineelam, S.R.; Chemical Associaton of Heavy Metals in Polluted Sediments from Lower Rhine River. ACS Symposium Serie No. 189, Amer. Chem. Soc., Washington, D.C., 1980.

7 Whitman G.T.W.; In Metal Pollution in Aquatic Envir0nment.V. Forstner and G.T.W. Wihtman, Springer Verlag, New York (1983).

8. Gibbs R., Mechanism Trace Metal Transport in Rivers. Science (1973); 180; 71-73.

9. Farmer M E and Linton R.W., Correlative Surface Analysis Studies of Environmental Particles. Environ. Sci. Technol.,(l984); 18; 319-326 . I O . Florence T.M. and Batley G.E., Determination of the Chemical forms of Trace Metals in Natural Waters with Special referencice to Coooper, Lead Cadniiiun and zinc. Talanta (19779; 24; 151-158.

41

Resultados Fxpenmentales

11. Pita F.W. and Hyne N.J., The Depositional Environment of Zinc, Lead and Cadmiun in Reservoir Sediments. Wat. Res., (1974); 9; 701- 706. 13. Lerman, Migrational Processes Water and Sediment Environment. Wiley, New York, (19771, pp 481.

f4. Forstner U., Roof: A source of Pollutants in Urban Drainage Systems. Proceedings of Fifth International Conference on Urban Storm Drainage, Sulta, Osaka, Japan, Vol l(1990) , pp469-474.

15. Barceló I., Flores J., Solís H.; Determinación de las diferentes fracciones de Plomo en Fase Acuosa del Lago Artificial del Parque Tezozomoc de la Cd. de México D.F., Memorias del Vlll Congreso Nacional de la SMISAAC; Cocoyoc, Morelos. 1992.

16. Barceló,l., Solís H., Flores J.; Especiación de Pb y Zn en el Sedimento del Lago Tezozomoc en tres Campañas de Muestreo. ler. Congreso Internacional AIDIS y IX Congreso Nacional de la SMISAAC, Cd de México. 1993.

17. Flores,J., Contaminación del Agua., CECODES Ambiental. Programa de Control. 1993.

18. Kemmer F.N.,Nalco Chemical Company. Manual del Agua, su Naturaleza, Tratamiento y Aplicaciones. Mc. Graw Hill, (1979), Cap. 6.

19. Flores, J.. Les Metaux Toxiques Dans Les Eaux Pluviales en Milieau Urbain. Caracteristique Physico-Chimiques.Tesis Doctoral. Université Paris XII-Val de Marne, Francia. 1992.

20. Forster,U., Changes in Metals Mobilities in Aquatic and Terrestial Cycles. Metals Speciation Separation and Recovery. Proceedings of International Symposium, Chicago, Illinois (1986), pp 3-26.

21. García, H.L., Los Metales y la Contaminación Acuática. Laboratorio de Ictiología y Limnología IPN. Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. Reporte de Investigación. (1993), pp. 1-2.

22. Florence,T.M, y Batley, G.E. Chemical Speciation In Natural Waters. CRC. Crit. Anal. Chem., (19801, 9; 219-296

42

Resultados Ek~enmentales

23. Barner R.AS. A New Geochemical Classification of Sedimentary Environment. J. Sediment Petrol. (1981); 51,315-359.

24. Emerson S; Widmer G. Early Diagenesis in Anaerobic Lake- Sediment. Thermodinamic and Cinetic Factors Controlling Formation of iron Phosfhates. Geochirn. Cosmochim., Acta (1978), 42;1307-1316.

25. Grambell R:P: et al. Traiisformation of Heavy Metals and Plant Nutrients in Dregded Sediments as Affected by Oxidation and Reduction Potencial and pH. US. Army Corps. of Enginners, DMRP, (1977) Rept. D-77-4, VicksburglMiss.

26. Kernsten M.; Forstner U.; Chemicals Fractionation of Heavy Metals in Anoxic Estuarine and Coastel Sediments. Waters Sci. Technol., (1986), 18; 121-130.

27. Florence T.M.; The Speciation of Trace Metals in WatersTalanta Review. ( 4 981 ); 29; 345-364.

28. Thornton K.W., Kimrnel B.L., Payne F.E.; Reservoir Limnology Ecological Perspectives.,(l990); 3; 43-69.

29. Bachmann R.W.; The Role of AgiricuItural, Sediments and Chemicals in Eutrophication. Wta. Pollut. Conti’. Fed. (1980); 52; 2425-2437.

30. US. Senate Select. Committe on National Water Resources. Pollution Abatement. Committett Print No.9, 86th Congress. 2nd.Session.(l960).

31. Sharpley A.N. and Seyers J.K.; Phosphorus Inputs Into a Stream Draining and Agricultural Watered. II: Aumonts Contributed and Relative Significance of Runoff Types. Wat. Air. Soil p0il~t.;81979);11;417- 428.

32. Denby F.E.; Sediment Yeld fromi Mississipi Delta Cotton Field. Env. Qua1.;(1981);10; 482.

33. Duffy P.D., et al. Aqueosus and Sediment-Phase Phosphorus Yields from Five Southern Pine Watersheds. Env.Qual. (1978); 7; 45-50.

43

Resultados Experimentales

34. Rhoten F.E.,et.al.; Preferential Clay Mineral Erosion from Watersheds in the Maumee River Basin. Env. Qual. (1979); 8; 547-550.

35. Pita F.W. and Hyne N.J.; The Depositional Environment of Zinc, Lead and Cadmiun in Reservoir Sediment. Wat. Res. (1974); 9; 701-706.

36. Bilby R.E. and Likens G.E.; Effect of Hydrologic Fluctuations on the Transport of Fine Particulate Organic carbon in Small Stream. Limnl. Oceanogr. ( I 979); 24; 69-75.

37. Kennedy R.H., et.al.; Suspended Sediment Gradients in Lake Red Rock.Ed. Proceeding of the Symposium on Surface Water Impoundments. Amer. Soc. Civil Engr, New York, NY, (1981); pp 1318- 1328.

38. Tyler Co. W.S.; The Profitable Use of Testing Sieves, Cleveland.

39.CEM, Innovators in Mcrowave Tecnology, General Guidelines for Microwave Sample Preparation. (1988).

40. Barceló I, Solís H y Flores J.; Importancia del Uso de la Técnica por Microondas en el Tratamiento de Muestras Ambientales y de Desecho. Reporte de Investigación No 334. Universidad Autónoma Metropolitana. Unidad Azcapotzalco.lSBN 970-620-468-7. (1994).

41. Barceló I., Solís H., Flores J.; Especiación Química de Plomo y Cadmio Durante 1992 y 1993 en Lago del Parque Tezozomoc en la Ciudad de México.Reporte de investigación No 330. Universidad Autónoma Metro pol itan a. U n id ad Azca potza Ico . ISBN 970 -620-432-6. (1 993).

42. Louma S.N. and Bryan G.W., A Statistycal assessment of the Form of Trace Metals in Oxidized Estuarine Sediment Employing Extractants. Sci. Total Environ. (1981); 17; 165-196.

43. Solis H., Barceló I., Flores J. y García J.; Adsorción Libre y Competitiva de los lones Pb2+ y Cd2+ Sobre Caolín Natural en Dispersiones Acuosas. Memorias del IX Congreso Nacional SMISAAC y ler Congreso Internacional del Norte y del Caribe, octubre (1993).Cap 1.

44

r- -

Resiilfados Experiinentcbs

44. García J. Caracterización del Caolín para Uso como Adssrbente de Pb y Cd. Tésis de Ing. Quim. UAM-A. (1990); pp14- 20.

45. Lion L.W., Altman R.S. and Ltnckie J.O.; Trace Metal Adsorption Characteristiques of Estuarine Particulate Material Evaluation of Contribution of FeIMn Oxide and Organic Coatings. Environ. Sci. Tecnol; ( I 982); 16; 660-666.

46. Sigg L., Stumm M. and Kistler D. Vertical Transport of Heavy Metals by Settling Particles in Lake Zurich. Limnol. Oceanogr. (1987); 32; 112- 130.

47. Tessier A,, Análisis de los Mecaiiismos de Interacción Entre Sólidos y Metales Tóxicos de Interés Ambiental en Ecosistemas Acuáticos. Curso realizado en CIEPIFacultad de Ciencias Químicas. Universidad Autónoma de San Luis Potosí (19949.

48. Huhey, 4.E.; Quimica Inorgánica, 2a. Edición. HARLA, México, 1981.

45