Unidad 3. Actividad 1. Contaminantes del suelo

Introducción.

En el estado de Hidalgo se explotan las principales minas de oro, plata, plomo, zinc y cobre con el método de explotación minera tipo skarn[1], esto a lo largo de los tiempos se han generado una gran cantidad de residuos los cuales son conocidos como jales y son depositados en presas, dichas presas no han sido restauradas o rehabilitadas produciendo fugas de dichos contaminantes, por tanto se han encontrado en grandes cantidades en el suelo y estos son considerados como elementos potencialmente tóxicos, desde el punto de vista ambiental.

·         Arsénico (As).

·         Antimonio (Sb).

·         Selenio (Se).

·         Cinc (Zn).

·         Cobre (Cu).

·         Plomo (Pb).

·         Cadmio (Cd).

·         Bismuto (Bi).

·         Manganeso (Mn).

Desarrollo:

Caso de contaminación del suelo	Parámetros que indican la contaminación y toxicidad de suelos	Nombre de los métodos o técnicas para determinar los parámetros de la columna anterior	Descripción breve de los métodos y técnicas
La contaminación del suelo a causa de los jales generados por la industria minera en el estado de Hidalgo encontrando altos contenidos de Arsenio, Antimonio, Selenio, Cinc, Cobre, Plomo, Cadmio, Bismuto, Manganeso	Primero se parte de las características básicas como los son el color, textura y olor.	Parámetros preliminares	Mediante esta técnica se determina si el contaminante se encuentra en fase sólida, líquida o gaseosa
		Parámetros básicos	Se determinan parámetros electroquímicos como el pH, las reacciones de óxido-reducción en medio acuoso, la conductividad y los parámetros de contaminación orgánica.
	Contaminación por compuestos inorgánicos	Espectrometría de rayos X	Es una técnica analítica bien establecida, usada en diversas aplicaciones industriales, es usada para la investigación de metales y metaloides en suelos contaminados
		Espectrometría de absorción atómica.	Es una técnica para determinar la concentración de un elemento metálico en una muestra de suelo.
		Espectrometría de emisión.	Es una técnica espectroscópica que analiza las longitudes de onda de los fotones emitidos por los átomos o moléculas durante su transición desde un estado excitado a un estado de inferior energía. Cada elemento emite un conjunto característico de longitudes de onda discretas en función de su estructura electrónica.
		Cromatografía iónica.	Es uno de los métodos más importantes para el análisis de trazas de aniones y cationes. Es una técnica absolutamente imprescindible en el análisis de aguas y medio ambiente. Se basa en el uso de resinas de intercambio iónico que se encuentran dentro de columnas. Cuando una muestra iónica atraviesa estas columnas, los iones presentes se separan debido a las diferentes retenciones que sufren al interactuar con la fase fija de las columnas analíticas.
	Parámetros de movilidad	Lixiviados	Las pruebas de lixiviación son protocolos realizados para liberar de manera acelerada las especies químicas contenidas en un material, con el objetivo de caracterizar su potencial para ser movilizado al ambiente.
		Volatilización.	El método puede aplicarse sencillamente a la expulsión de un material volátil, que no se recoge, para obtener el constituyente(s) buscado(s) como residuo, sólido o líquido.

El estado de Zimapán, Hidalgo, México, se encuentran las más grandes mineras las cuales han sido explotadas durante siglos dichas mineras como son depósitos tipo skarn generan unos residuos conocidos como jales los cuales son depositados en presas como más de 50 años de antigüedad las cuales no han sido habilitadas de una manera correcta produciéndose una fuga constantes de dichos contaminantes, por ello se realizó un estudio de suelos en los cuales se encontraron extensivas cantidades de diversos metales los cuales son en extremo nocivas no solo para las plantas sino también para los animales y las personas que habitan en la zona minera, a continuación plasmo el muestreo que se hizo con dicho estudio.

Se realizó un muestreo de orientación en los taludes de las presas, el cual permitió conocer el tipo de mineralogía en las presas de jales, así como su comportamiento durante los procesos de alteración causado por agentes externos que favorecen la alteración meteórica. Se colectaron 38 muestras de las presas Santa María (12), San Miguel (7) y El Monte (19). El muestreo sobre los taludes de las presas fue de tipo canal con una longitud de 1.0 a 1.50 m por 0.30 m de espesor, con un peso aproximado por muestra de 1.5 kg. La referencia del punto de muestreo se realizó mediante un posicionador geográfico satelital (GPS). (Moreno Tovar, Téllez Hernández, & Monroy Fernández, 2012)

El análisis químico cuantitativo de elementos traza y mayores calculados con base en óxidos se llevó a cabo por espectrometría de plasma de inducción acoplada de emisión (ICP), previa digestión de las muestras en horno de microondas marca CEM, empleando una mezcla (, con una relación 3:1). Las muestras fueron analizadas en un espectrómetro de plasma Termo Jarrel Ash. El control de calidad de los análisis se aseguró mediante el empleo de estándares 1595-006, 1595-004 y 1595-005 High Purity, por cada 10 muestras leídas. (Moreno Tovar, Téllez Hernández, & Monroy Fernández, 2012)

Estas muestras debieron de ser tomadas bajo ciertas normatividades para que puedan ser tomadas en cuenta para posteriores decisiones que se tengan que tomar, dichas normatividades las enumero a continuación.

La primera normatividad que se debe de tomar en cuenta es sobre el procedimiento de uso y operación de las presas de jales; NOM-141-SEMARNAT-2003, Que establece el procedimiento para caracterizar los jales, así como las especificaciones y criterios para la caracterización y preparación del sitio, proyecto, construcción, operación y posoperación de presas de jales. (NOM-141-SEMARNAT-2003, 2003)

Para tener los criterios correctos de máximos y mínimos permisibles se debe de tomar en cuenta la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004, Que establece criterios para determinar las concentraciones de remediación de suelos contaminados por arsénico, bario, berilio, cadmio, cromo hexavalente, mercurio, níquel, plata, plomo, selenio, talio y/o vanadio.

Para poder realizar la toma de muestras de manera correcta y conforme a la normatividad mexicana se deberá tomar en cuenta la NMX-AA-132-SCFI-2016, Que establece la forma de muestreo de suelos para la identificación y la cuantificación de metales y metaloides, y manejo de la muestra.

Todas estas normatividades trabajaran juntamente con la NOM-008-SCFI-2017, Sistema General de Unidades de Medida.

En el caso que se está estudiando se pueden hacer la toma de muestras por el siguiente método que se describe a continuación.

Método por espectrometría de absorción directa.

El cual es realizado por flama (aspiración directa).

Los metales en solución pueden ser fácilmente determinados por espectrometría de absorción atómica por flama (aspiración directa). El método es simple y rápido. Con excepción del análisis para constituyentes disueltos, todas las muestras requieren digestión previa al análisis. El análisis para elementos disueltos no requiere digestión si la muestra ha sido filtrada y acidificada.

Mediante esta técnica se podrán determinar las concentraciones de , , , , , ,  y  presentes en los suelos presuntamente contaminados.

Conclusión.

Actualmente la contaminación de suelos por metales pesados y otros elementos traza es uno de los problemas más preocupantes que existen debido a que la recuperación de dichos suelos es extremadamente costosa.

La caracterización, evaluación y recuperación de dichos suelos, en especial cuando se va a hacer un cambio de uso (por ejemplo, de minero a agrícola) es uno de los más grandes desafíos ambientales de la actualidad.

Es por ello la necesidad de que dichos suelos sean monitoreados de manera adecuada y constantemente con el fin de evitar la fuga de lixiviados los cuales no solo contaminaran el suelo sino también los mantos acuíferos que se encuentran a los alrededores de ellos ya sean estos al aire libre o subterráneos.

Referencias

Almaguer Chávez, Y. C. (Septiembre de 2012). 1.2.5. Fluorescencia de rayos X (XRF). CARACTERIZACIÓN DE LOS NIVELES DEL PLOMO PRESENTE EN EL SUELO SUPERFICIAL, EN LA PERIFERIA DE EMPRESAS, EN EL ÁREA METROPOLITANA DE MONTERREY, NUEVO LEÓN, MÉXICO. , 43. Monterrey, Nuevo León, México. Obtenido de http://eprints.uanl.mx/2510/1/1080256469.pdf

Departamento de fisicoquímica y control de calidad. (s.f.). Recuperado el 23 de febrero de 2020, de http://www.cab.cnea.gov.ar/dfc-ctp/index.php/equipamiento-y-tecnicas-de-estudios/laboratorio-de-cromatografia-ionica

Espectrometría. (s.f.). Recuperado el 23 de febrero de 2020, de https://www.espectrometria.com/espectrometra_de_emisin

Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático. (s.f.). Recuperado el 22 de febrero de 2020, de http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones2/libros/133/restauracion.html

López Domínguez, M. G., & Pérez Salazar, A. (2018). Secretaría de comunicaciones y transportes. Recuperado el 23 de febrero de 2020, de https://imt.mx/archivos/Publicaciones/PublicacionTecnica/pt515.pdf

Moreno Tovar, R., Téllez Hernández, J., & Monroy Fernández, M. G. (2012). Influencia de los minerales de los jales en la bioaccesibilidad de arsénico, plomo, zinc y cadmio en el distrito minero Zimapán, México. Revista Internacional de Contaminación Ambiental, 28(3). Obtenido de http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992012000300003

Navarro Frómeta, A. E. (s.f.). Recuperado el 23 de febrero de 2020, de https://navarrof.orgfree.com/Docencia/QuimicaAnalitica/Gravimetria/Volatilizacion.htm

Secretaría del medio ambiente y recursos naturales. (2003). Recuperado el 23 de febrero de 2020, de http://biblioteca.semarnat.gob.mx/janium/Documentos/Ciga/agenda/PPD02/DO337.pdf

 

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[1] El término skarn se introdujo por especialistas pétreos para designar rocas metamórficas de ciertas regiones o constitución.