Caracterización de los tecnosuelos del Parque Ecológico Cuitláhuac y el riesgo

de movilidad de metales pesados

Rojas-Barrera, M.F. 1: Mora-Palomino, L. 2; Tadeo-León J. 2; Alcalá-Martínez, R.2

1* Facultad de Ciencias, Ciudad Universitaria, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México. Contacto: earth.science94@hotmail.com

2 Instituto de Geología, Ciudad Universitaria, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México, México

IV Congreso de la Sociedad de Análisis de Riesgo Latinoamericana SRA-LA 2018Ciudad de México, 30 de octubre de 2018

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Historia del tiradero de Santa Cruz Meyehualco/Parque Ecológico Cuitláhuac

• 1924 Empezó como un tiradero clandestino

• 1984 Se clausura oficialmenteActividades de clausura

Reforestaciones

20

met

ros

de

esp

esor

• 1948 Se convirtió en el tiradero a cielo abierto oficial más importante del DF, ocupaba más de 150 hectáreas y recibía casi 6400 ton/día de basura

Antecedentes

• En el 2003 se convirtió en el Parque Cuitláhuac

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Suelos urbanos / Tecnosuelos■ Son suelos que se desarrollan en las áreas

urbanas y suburbanas, están compuestos pordiversos materiales y residuos originados por elhombre, llamados artefactos (El Khalil et al.,2013).

■ Los procesos de formación de suelo estándominados por el material parental artificial y losartefactos que los componen y en ocasionesestos materiales pueden contener contaminantes

■ Algunos de los metales pesados (Hg, Pb, As, Cd, Cr) no tienen una función biológica y pueden ser tóxicos incluso a concentraciones mínimas

Marco teórico

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La disponibilidad de los metales pesados en el suelo depende de características físico-químicas, como:

■ pH

■ Contenido de materia orgánica

■ Óxidos de hierro (Fe) y manganeso (Mn)

■ Contenido de arcillas

■ Capacidad de intercambio catiónico

Pero la concentración total de los metales no es

suficiente para indicar riesgos de contaminación. Es la

forma química de cada elemento lo que determina su

disponibilidad, riesgo de movilidad y comportamiento

en el ambiente.

Fraccionamiento químico

Basta et al. (2005)

(Kabata-Pendias, 2011)

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Fraccionamiento químico de los metales pesados en el suelo

Soluble en ácido

Reducible

Oxidable

Residual

Soluble en agua

Intercambiable

Asociada a carbonatos

> 50%

< 50%

Residual

Quevauviller, P. (2003) Riesgo de movilidad

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Objetivo Caracterizar el tecnosuelo del Parque Ecológico Cuitláhuac(zona sur) y evaluar el potencial de riesgo de movilidad demetales pesados a través del suelo

A partir de un análisis geoespacial del parque (López, 2017), se determinó la existencia de zonascon vegetación estable del 2000-2016. Se cavaron 4 perfiles, tres de 2 m de profundidad

Métodos

Fuente: López, 2017.

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■ En campo se determinó el color en húmedo de las muestras, contenido de carbonatos (Siebe etal., 2006), así como la medición de la conductividad hidráulica

■ En los laboratorios del Instituto de Geología de la UNAM, se determinaron las siguientescaracterísticas:

Características físicas

• Densidad aparente (g/cm3)

• Densidad real (g/cm3) • Porosidad (%)• Textura

Características químicas

•pH •Conductividad eléctrica

(dS/m) •Carbono total, nitrógeno

total y fósforo total (%)•Bases intercambiables

(cmol/kg) •Fraccionamiento químico

(Quevauviller, P. y BCR, 2003)

Metales analizados:As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn

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Características GeneralesResultados

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Características físicas

Ah

AC

C

2Cu

3Cu

Resultados

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Características químicas

Ah

AC

C

2Cu

3Cu

Resultados

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Ah

AC

C

2Cu

3Cu

ResultadosCaracterísticas químicas

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Estas no rebasaron los límitesmáximos permisiblesestablecidos por la legislaciónmexicana (NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004) seconsidera que el sitio no estácontaminado

Hay un aumento de laconcentración total de As, Cu,Pb y Zn en la capa de losresiduos de construcción yartefactos deben su origen adichos materiales?

AhAC

C

2Cu

3Cu

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Concentraciones totales de los metales pesados

Resultados

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Características físico-químicas que favorecen la retención de metales en el suelo

pH fuertemente alcalino (OH--), por la presencia de residuos de construcción

Alto contenido de arcillas

Contenido de materia orgánica (elementos relacionados : C, N y P)

Óxidos de hierro (Fe) y manganeso (Mn)

Fraccionamiento químico delos metales pesados

El fraccionamiento químico permitedeterminar el origen de los elementos(litogénico/antropogénico), qué partedel total puede estar disponible y suriesgo de movilidad

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Cobalto: su origen se debe almaterial artificial parental, peroson los óxidos de Fe y Mn que encondiciones alcalinas favorecen suretención. También influye elcontenido de materia orgánica(Kabata-Pendias, 2011)

Plomo: su origen se debe a losresiduos y artefactos. Los óxidos deFe y Mn determinan su retenciónen el suelo, además del contenidode carbonatos (Kabata-Pendias, 2011)(Zhang et al., 2017).

Características físico-químicas que favorecen la retención de metales en el suelo

pH fuertemente alcalino (OH--), por la presencia de residuos de construcción

Alto contenido de arcillas

Contenido de materia orgánica (elementos relacionados : C, N y P)

Óxidos de hierro (Fe) y manganeso (Mn)

Fraccionamiento químico delos metales pesados

El fraccionamiento químico permitedeterminar el origen de los elementos(litogénico/antropogénico), qué partedel total puede estar disponible y suriesgo de movilidad

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Características físico-químicas que favorecen la retención de metales en el suelo

pH fuertemente alcalino (OH--), por la presencia de residuos de construcción

Alto contenido de arcillas

Contenido de materia orgánica (elementos relacionados : C, N y P)

Óxidos de hierro (Fe) y manganeso (Mn)

Fraccionamiento químico delos metales pesados

El fraccionamiento químico permitedeterminar el origen de los elementos(litogénico/antropogénico), qué partedel total puede estar disponible y suriesgo de movilidad

Arsénico

Algunos estudios sugieren que As puedeser móvil cuando el pH de la solucióndel suelo es superior a 7 y a uncontenido de MO >25% forma solubleen ácido (Meunier et al., 2011),

Esta forma se encontró de 1.12 a1.67 mg/kg Hay que recordar que esta fracción

incluye la forma soluble en agua, laintercambiable y la asociada acarbonatos

Arsénico es un elemento cancerígenoy la forma de exposición másimportante en humanos es mediantela ingesta del agua

En este estudio se encontró que la materia orgánica fue el principalparámetro de retención del arsénico en el suelo forma oxidable

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Riesgo de movilidad de los metales pesados

Depende del fraccionamiento químico: As>Pb>Co>Zn>Cd>Cu>Ni>Cr

Arsénico es el elemento con el mayor riesgo de movilidad Principalmente hacia los acuíferos de la CDMX

Existen estudios que mencionan que elementos como Pb, Co y Zn son los principales asociados a lacontaminación de suelos en ambientes urbanos (Kartal et al., 2006; Szolnoki y Farsang, 2013; Song et al., 2009 y Waterlot y Douay, 2015)

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Resultados

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Clasificación de los suelos del parque según la Base Referencial Mundial del Recurso Suelo WRB

• Estudios futuros deben de:• Concentrarse en los procesos de metanogénesis que se llevan acabo en los horizontes profundos Calificador Redúctico

• Determinar la posible toxicidad del arsénico para la forma soluble en agua Calificador Tóxico

Tecnosuelo Úrbico Transpórtico

Son suelos creados por el ser humano, con una capa de más de 20 cm de espesor con artefactos

Los artefactos encontrados son principalmente escombros y desechos de asentamientos humanos

Todos los materiales empleados en la clausura del tiradero fueron traídos desde lugares ajenos al sitio

Resultados

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El suelo presenta 3 capas características que se han mantenido con el tiempo,

Factores favorecen la retención de metales pesados: pH fuertemente alcalino, alto contenido de arcillas y carbonatos

El tepetate sigue fungiendo como capa protectora, Aunque se observan rasgos de intemperismo

Las concentraciones totales de los metales analizados NO superan los límites máximos

permisibles establecidos

Arsénico es el elemento con mayor riesgo de movilidad. Su disponibilidad está asociada al

elevado pH y las altas concentraciones de carbonatos

CONCLUSIONES

“Abusamos del suelo porque lo vemos como una mercancía. Cuando empecemos a considerarlo como parte de nuestra comunidad, podremos empezar a verlo y usarlo con amor y respeto”

Aldo Leopold, 1949.IV

Congre

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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Funciones y servicios ecosistémicos delParque Ecológico Cuitláhuac

FAO. 2015

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