Academic literature on the topic 'Suelos-Contenido de metales pesados'

Los metales pesados son elementos minerales cuya acumulación en el suelo, el agua y los tejidos vegetales constituyen un riesgo para la salud pública. Enfermedades cancerígenas, renales y hepáticas están asociadas a altas concentraciones de estos elementos. De igual forma, la acumulación de metales pesados está relacionada con actividades industriales, pero también a la producción agrícola, producto del uso excesivo de agroquímicos. Para evaluar los riesgos de contaminación por metales pesados en suelos agrícolas de la localidad de Turén al noroccidente de Venezuela, se midió el contenido de Cd, Cu, Co, Zn, Fe, Mn, Ni, Ar y Se en suelos bajo dos sistemas de labranza - convencional y siembra directa - en dos posiciones fisiográficas: napa alta y napa baja, mediante fluorescencia de rayos X. Las muestras fueron tomadas a dos profundidades: 0-10 y 10-20 cm, con 9 muestras por posición dentro de cada sistema de labranza. Los resultados mostraron que el contenido de Co, Cu, Ni, Cd y Zn fue mayor en el sistema de siembra directa debido al uso prolongado de abonos fosfatados Asimismo, la mayor acumulación se observó en la napa baja, lo cual estuvo relacionado a un mayor contenido de arcilla y a la capacidad de intercambio catiónico. Finalmente, se determinó que los valores de Co, Cu y Cd estuvieron por encima de los valores máximos permitidos por las normas ambientales internacionales La acumulación de metales pesados en suelos de Turén, tanto en el sistema de labranza convencional como en el de siembra directa, son producto del uso continuo de agroquímicos, en particular de la fertilización fosfatada, por lo que se recomienda reducir el uso de agroquímicos, además de llevar cabo acciones de biorremediación para su eliminación del suelo y evitar los problemas de contaminación que a largo plazo y problemas de salud asociada a la presencia de los mismos en suelos y aguas.

La presente investigación tuvo como objetivo determinar la toxicidad de Cu, Cd, Ni, Pb y Zn, en dos suelos agrícolas colombianos, Andisol y Vertisol, mediante bioensayos con Lactuca sativa y Vibrio fischeri. Los metales se adicionaron individualmente a los suelos hasta superar el nivel de intervención de Andalucía. Posteriormente se incubaron a 25 °C y 60% de humedad, durante 60 y 90 días, respectivamente. El diseño experimental fue un completamente al azar con tres repeticiones. Luego de cada incubación se determinó la concentración de los metales en extractos acuosos, y con ellos se efectuaron bioensayos con Lactuca Sativa y Vibrio fischeri. Se efectuó análisis estadístico de resultados, comparaciones post hoc (Tukey), correlaciones y análisis de componentes principales, para encontrar los factores que afectaron los organismos en estudio. Se encontró que el Vertisol presentó mayor capacidad de inmovilización de los metales, en función de su contenido de arcillas y pH neutro, lo cual se reflejó en menor toxicidad sobre las especies en ensayo, indicando que este suelo actuó como protectante contra la movilidad de contaminantes en solución del suelo. El ensayo con V. fischeri presentó mayor sensibilidad a los contaminantes, permitiendo una mejor discriminación de los niveles de toxicidad. La capacidad de ambos suelos de inhibir la toxicidad se incrementó con el tiempo, posiblemente por interacción de los metales con los diferentes componentes de los suelos, y la disminución de su movilidad por mecanismos como la formación de complejos estables, y se relacionó con el incremento del pH.

Los metales pesados como Cd, Cr, Pb, Mn, Cu y Zn procedente de los productos agroquímicosaplicados en el control de arvenses y plagas son contaminantes comunes del suelo bajo cultivo dearroz. Ciertos metales pesados en suelos agrícolas en baja concentración son esenciales para elcrecimiento de las plantas (Mn, Cu y Zn), pero algunos metales son altamente tóxicos para loshumanos. Estos metales pesados tóxicos pueden ser absorbidos y acumulados por las plantas yeventualmente ingresar al cuerpo humano a través de la ingesta de alimentos. El tema ambientalcomo de la seguridad alimentaria relacionada con el arroz y los metales pesados ha traído unaatención sustancial recientemente debido a su incidencia sobre los recursos naturales y la poblaciónque vive en áreas expuestas a contaminación por metales pesados. Para evaluar la concentración dealgunos metales en suelos, se seleccionaron nueve fincas dedicadas a la producción intensiva dearroz, y se analizaron algunas propiedades físicas y químicas del suelo mediante técnicas y métodosestandarizados; la concentración de los metales se midió con espectroscopia de absorción atómicautilizando la metodología EPA 3050B. La concentración de los metales pesados analizados resultóen el rango normal a excepción del elemento Cadmio que resultó superior a 1,1 mg/kg en 6 de los 9predios, y el elemento manganeso en la finca la Pista, donde opera una base de avionetas dedicadaa la fumigación de agroquímicos.

El objetivo fue determinar la presencia de Cd, Pb, Ni, Cu, Cr, Zn y As en la cadena alimentaria de la leche de vaca, producida en zonas donde la alfalfa es cultivada en suelos irrigados con aguas residuales de procedencia industrial, doméstica y agrícola. Se muestrearon suelo y alfalfa de 16 sitios ubicados en cuatro zonas; la leche se colectó de 160 Revista Mexicana de vacas, correspondiendo a 40 vacas de cuatro hatos diferentes por zona, todo en dos épocas del año y por triplicado. Se calculó el factor de bioacumulación (BCF), el factor de translocación (TF) y el valor de transferencia de los metales de la planta a la leche. Las plantas tuvieron un BCF <1, indicando que la alfalfa es resistente a los metales pesados. Sin embargo, el FT >1 en orden decreciente quedó de la siguiente manera: Zn; Cu; Ni; Pb y Cr, lo que muestra la existencia de gran movilidad de los metales dentro de la planta. La leche tuvo un contenido de Pb en un rango de 0.039 ± 0.02 a 0.059 ± 0.05 mg kg-1, valores por arriba del límite internacional permitido. Sin embargo, los niveles de Pb y As fueron inferiores a los valores permisibles por la Norma Oficial Mexicana. Se concluye que la alfalfa es una planta acumuladora y resistente a los metales pesados, y cuando es cultivada en suelos contaminados, se convierte en un medio importante para la trasferencia de metales pesados a los animales y son eliminados a través de la leche.

INTRODUCCIÓN. El cacao es una materia prima producida principalmente en varios países de América, África y Asia. El cultivo de cacao es una de las principales actividades socio-económicas, en el Ecuador, siendo el primer exportador de cacao fino de aroma en grano de América. OBJETIVO. El presente artículo tiene como objetivo la revisión de investigaciones que analicen la problemática del contenido de cadmio, plomo, arsénico y níquel en los suelos de plantaciones y en productos derivados del cacao. MÉTODO. Se realizó una revisión sistemática consultando 18 artículos de las principales bases de datos. RESULTADOS. Se encontraron análisis de metales pesados relacionados con el cacao en distintos países del mundo. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES. Se ha encontrado que el cultivo de cacao y sus derivados postcosecha pueden tener concentraciones elevadas de cadmio, plomo, níquel y arsénico, la legislación no es lo suficientemente clara y en ciertos casos no se han desarrollado límites para ciertos metales pesados Trabajar en modelos predictivos para determinar una posible contaminación de metales pesados resulta indispensable para el sector industrial, así como las herramientas de mitigación en campo y producción.

En suelos Andisoles y Vertisoles, bajo condiciones controladas, se evaluó el efecto de ácidos húmicos purificados en concentraciones de 0%, 2.5% y 5% (peso/peso)) sobre la extracción secuencial de metales pesados después de incubación a 60 y 90 días. El fraccionamiento de los metales (Ni, Cu, Zn, Cd y Pb) en suelos contaminados y enmendados con ácidos húmicos se realizó mediante extracción secuencial de Tessier. La movilidad de los metales se redujo con la adición de dichos ácidos, con mayor retención de Ni, Cu, Zn y Cd en la matriz del suelo (fracción residual). El Pb en ambos suelos y el Zn en Vertisol experimentaron incremento significativo en su movilidad, mayor biodisponibilidad y potencial de afectación de diferentes componentes del medio-ambiente. El incremento del tiempo de incubación permitió la interacción de los metales con los componentes de los suelos, generando disminución de su movilidad por mecanismos como formación de complejos estables y/o incremento de la capacidad de intercambio catiónico (CIC) de los suelos. Los ácidos húmicos pueden ser utilizados, en general, como enmienda orgánica para la recuperación de suelos contaminados con metales pesados.

El objetivo fue determinar la calidad de la leche cruda en base a su composición y a la posible contaminación con metales pesados por la ingestión de alfalfa (Medicago sativa) cultivada en suelos que son irrigados con aguas del canal de riego de Valsequillo en el estado de Puebla. Se muestrearon suelo agrícola, alfalfa y 136 vacas de las cuales se tomaron dos muestras de leche directamente de la ubre, siendo una muestra para calidad en cuanto a su composición y la otra para contenido de metales pesados (Cd, Pb, Cr y Zn). Para el análisis estadístico se utilizó un GLM mediante el paquete estadístico SAS. En este trabajo de encontró diferencia p<0.0001 entre las diferente matrices analizadas, existiendo una concentración mayor en suelo manifestando el siguiente orden decreciente; Pb> Cr> Zn> Cd, (38; 31.38; 22.78: 2 mg kg-1), seguida de la planta, que tuvo niveles altos. En relación a la leche la concentración promedio obtenida de Pb fue 0.13 mg kg-1. Además de encontrar niveles considerables de Cd, Cr y Zn. En relación la composición de la leche no existió p>0.05 entre el tipo de productores, siendo de manera general una leche con bajo porcentaje en grasa. Por tanto se concluye que la leche producida en la región de estudio presenta baja calidad en cuanto a su contenido y considerable nivel de contaminación con metales pesados lo que representa un riesgo para la salud de sus consumidores.

Los biosólidos poseen características que pueden mejorar la fertilidad de los suelos. Generalmente, las estrategias para el uso agrícola de biosólidos no están basadas en estudios que respalden las dosis aplicadas a cultivos específicos. Es necesario realizar investigación previa para aplicar biosólidos en un determinado cultivo; los efectos que se produzcan dependen del clima, tipo de suelo y calidad de los biosólidos. El objetivo de este estudio fue evaluar, bajo condiciones de invernadero, los efectos que diferentes dosis de biosólidos producen sobre la calidad de la planta de maíz, el contenido de metales pesados en la misma y las características químicas del suelo de la zona sur del municipio de Puebla. El estudio se desarrolló en 2013 bajo condiciones de invernadero; tuvo una duración de 120 días. Se utilizó un diseño experimental completamente al azar con seis tratamientos y cuatro repeticiones. Los tratamientos fueron diferentes dosis de biosólidos: T1= 100 t ha-1, T2= 200 t ha-1, T3= 300 t ha-1, T4= 400 t ha-1, T5= 500 t ha-1, TC= suelo sin biosólidos. Se midieron variables vegetativas, propiedades químicas del suelo y metales pesados en raíz, tallo y hojas de la planta. Para las variables vegetativas no existe diferencia estadística entre los tratamientos. Las propiedades químicas del suelo mejoran y son adecuadas en los tratamientos con dosis más altas. Los contenidos de metales pesados en las diferentes partes de la planta son adecuados para su desarrollo y el contenido de plomo no representa riesgo de toxicidad.

<p>Introducción: Los metales pesados como el cadmio (Cd), no pueden ser degradados por métodos químicos o biológicos, y tienden a bioacumularse y a biomagnificarse; constituyen un grave problema en la cadena trófica, provocan diversos efectos tóxicos, en todos los organismos vivos. En humanos, se considera que la fuente directa de adquisición de Cd, proviene de alimentos cosechados en suelos contaminados por metales pesados. En suelos agrícolas, la presencia de altos niveles de Cd constituye un problema ambiental, debido a que el Cd es móvil y las plantas lo absorben fácilmente, como sucede en el cultivo de cacao (Theobroma cacao). Aprovechando el potencial que tienen los hongos de adaptarse y crecer en suelos contaminados, y su capacidad de biosorción de metales pesados, se propuso una metodología para iniciar una serie de ensayos in vitro, con el objetivo de seleccionar cepas fúngicas tolerantes,a concentraciones crecientes de Cd, en medios de cultivo líquido. Los ensayos se realizaron en el Laboratorio de investigación en Biotecnología Agroambiental (LIIBAAM) de la Universidad de Santander, se presentan los resultados preliminares. Materiales y métodos: se realizó un muestreo totalmente al azar en suelos contaminados por metales pesados de la región minera del municipio de California y suelos agrícolas de la región cacaotera de los municipios: El Carmen y San Vicente de Chucuri (Santander del Sur-Colombia). Se analizaron en total, 45 muestras compuestas de las tres regiones de estudio para el aislamiento fúngico. Resultados: Los géneros Aspergillus y Trichoderma, presentan altos porcentajes de biososrción de Cd, 98,6 % y 96% respectivamente en medios de cultivo líquidos. Conclusiones: La metodología ensayada fue eficiente para preseleccionar in vitro cepas fúngicas con alta capacidad de biosorción de Cd en su biomasa.</p><p><br /><br /></p><p> </p>

Magíster en Química
El objetivo de este trabajo fue evaluar la disponibilidad, biodisponibilidad y bioaccesibilidad de elementos trazas presentes en niveles anormalmente altos en suelos urbanos de las ciudades de Santiago y Rancagua. Los elementos analizados fueron Cd, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn en suelos del orden Inceptisol (Mapocho), molisol (Rancagua) y Alfisol (Cauquenes). El desarrollo experimental implicó el uso de diferentes métodos para determinar la disponibilidad y biodisponibilidad de los metales. Además, se implementaron dos métodos para determinar la bioaccesibilidad de metales, los cuales se basan en el uso de extractantes que simulan las características de los fluidos gastrointestinales y que se aplican bajo diferentes condiciones de tiempo, pH, agitación y temperatura. Por otra parte, para evaluar la asociación del metal absorbido por la planta a diferentes estructuras vegetales, se implementó un método de fraccionamiento subcelular del tejido vegetal que distingue la fracción de metal unida a la pared celular, unida a los organelos y disuelta en el citoplasma. Los principales resultados del estudio señalan que ambos métodos para determinar bioaccesibilidad fueron útiles para evaluar la bioaccesibilidad de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn, en los tres suelos y en plantas cultivadas; sin embargo, los métodos respondieron de manera diferente, dependiendo de las condiciones de aplicación, fuerza extractiva y contenido de metal total que presentan los sustratos. En general, los metales presentes en el suelo fueron más bioaccesibles en la fase gástrica que en la fase intestinal. El orden en que los metales fueron bioaccesibles fue Cd > Pb > Zn > Cu >> Ni > Cr. Por su parte, Cd, Cu y Zn fueron extraídos con ambos métodos en la fase gástrica e intestinal, tanto en suelos como en plantas, en cambio Cr, Ni y Pb fueron extraídos sólo por el fluido constituido por glicina, sólo en suelos y solamente en una de las fases. La extracción secuencial reveló que los elementos Cd, Cu Ni y Zn se distribuyen en todas las formas en el suelo (intercambiable, reducible, oxidable y residual), en cambio Cr y Pb se asocian principalmente a las formas oxidable y residual. En relación a la biodisponibilidad de metales en los tres suelos, Cr, Cu, Ni y Zn presentaron mayor concentración en la raíz en comparación a parte aérea, ocurriendo lo contrario en el caso de Cd. Por su parte, el fraccionamiento del tejido vegetal permitió detectar los elementos Cd, Cu y Zn asociados a los tres componentes subcelulares, predominando las fracciones de metal unido a pared celular y soluble en el citoplasma. El estudio de correlación múltiple reveló que en suelos las variables más importantes fueron el contenido de metal total y unido en distintas formas en el suelo, siendo escasa la dependencia con variables relacionadas a propiedades fisicoquímicas del suelo, tales como pH, CIC, o contenido de arcillas y materia orgánica. En las plantas, las variables más significativas fueron el contenido de metal en la parte aérea y raíz, así como la fracción de metal unido a la pared celular y soluble en el citoplasma
The aim of this work was to assess trace elements availability, bioavailability and bioaccessibility present in highly abnormal levels in urban soils of Santiago and Rancagua. Cadmium, chromium, copper, nickel, lead and zinc were analyzed in Inceptisol (Mapocho), Mollisol (Rancagua) and Alfisol (Cauquenes) order soils. The experimental procedure implied different methods to determine metal availability and bioavailability. Furthermore, two methods were implemented to determine metal bioaccessibility, which are based on the use of gastrointestinal simulating extractants, applied under different time, pH, mixture and temperature conditions. By the other hand, in order to assess the association of metal absorbed by plants in different plant structures, a method for subcellular fractionation was implemented in order to obtain the metal fraction bounded to cell wall, organelles or dissolved in the cytoplasm. The study main results point that both bioaccessibility methods were useful to assess Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn bioaccessibility in all of the three soils and cultivated plants; however, both methods responded in different ways, depending on application conditions, extractive strength and total metal content in the substrates. Generally, soil metals were more bioaccessibles in gastric phase than in intestinal phase. The order in which metals were bioaccessibles was Cd > Pb > Zn > Cu >> Ni > Cr. For their part, Cd, Cu and Zn were extracted with both methods in both gastric and intestinal phase, in soils and plants. However, Cr, Ni and Pb were extracted only by glycine fluid, solely in soils and only in one phase. The sequential extraction revealed that Cd, Cu, Ni and Zn were distributed in all of the soil forms (exchangeable, reducible, oxidizable and residual), while Cr and Pb were mainly associated to oxidizable and residual forms. About metal bioavailability in the three soils, Cr, Cu, Ni and Zn presented higher concentrations in roots than shoots, contrary to Cd. Plant tissue fractionation allowed the detection of Cd, Cu and Zn associated to the three subcellular components, prevailing metal linked to cell wall and dissolved in the cytoplasm. The multiple regression analysis revealed that the most important soil parameters were total metal content and bounded in different forms, being insignificant the dependence with variables related to soil physicochemical properties, like pH, CEC, or clay and organic matter content. In plants, the most significant parameters were total metal content in shoots and roots, just like metal fraction bounded to cell wall and dissolved in the cytoplasm

Magíster en Bioquímica área de especialización Bioquímica Ambiental y Memoria para optar al Título de Bioquímico
Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta enero de 2019
La Antártica es el continente más austral de la tierra, contiene cerca del 80% de las reservas de agua dulce del planeta y presenta una serie de condiciones extremas, como bajas temperaturas y alta radiación ultravioleta. A pesar de esto, el hombre ha sido capaz de sobrevivir en la región y realizar actividades científicas y de explotación durante más de 80 años. Como consecuencia, las distintas zonas habitadas han sufrido contaminación, principalmente asociada a diesel. Este compuesto es nocivo, ya que presenta una gran cantidad de moléculas orgánicas como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) y compuestos inorgánicos como metales pesados (Cd, Cr y Pb). La descontaminación de HAPs se puede llevar a cabo mediante procesos físicos, químicos y biológicos. Los procesos biológicos representan una opción ecológica, económica y segura, que involucra una menor alteración de los suelos y en consecuencia constituye una excelente alternativa para la descontaminación del territorio Antártico. A la fecha, se ha reportado un gran número de bacterias capaces de degradar HAPs. Sin embargo, debido al Tratado Antártico no está permitido ingresar microorganismos o ADN foráneo al continente, por lo que se hace vital encontrar bacterias nativas que puedan ser usadas en la biorremediación de diesel en Antártica. Debido a su mayor solubilidad en agua, menor toxicidad para el humano y similitud estructural con otros HAPs, el compuesto que se utiliza como modelo para aislar y estudiar microorganismos degradadores de HAPs es el fenantreno. En base a lo expuesto, se planteó la hipótesis: “La presencia de hidrocarburos aromáticos policíclicos y metales pesados en suelos antárticos ha favorecido el desarrollo de bacterias degradadoras de fenantreno resistentes a metales”. El objetivo general de este trabajo fue aislar y caracterizar bacterias antárticas resistentes a metales pesados (Cd, Cr y Pb) y evaluar su capacidad de metabolizar fenantreno. Para esto se utilizó muestras de suelo antártico obtenido de distintas zonas expuestas y no expuestas a diesel, las cuales fueron caracterizadas química y biológicamente. Además, se aisló y caracterizó bacterias degradadoras de fenantreno resistentes a metales y se estudiaron los procesos asociados a la degradación de fenantreno. Durante este trabajo de tesis se utilizó muestras de suelo obtenidas de la 49° Expedición Científica Antártico (ECA 49°): 4 muestras de suelos no expuestos a diesel (A0, B4, C3 y C8) y 4 muestras de suelos expuestos a diesel (D3, D4, E2 y E4). El análisis del suelo determinó la presencia de HAPs en los suelos expuestos a diesel, en promedio 1000 veces más concentrado que en los suelos sin exposición. Además, en los suelos D3 y D4 (suelos expuestos a diesel) se observó una mayor concentración de cadmio y plomo total en comparación a todas las muestras, sobre los 30 y 600 mg Kg-1, respectivamente. Respecto a la caracterización biológica, el suelo expuesto a diesel D4 presentó mayor actividad biológica y número de heterótrofos, relacionado directamente al contenido de HAP (el suelo D4 presentó la mayor concentración del hidrocarburo, ̴ 30 mg Kg-1). De los 8 suelos se aisló 350 microorganismos, de los cuales 53 fueron capaces de degradar fenantreno. Mediante un screening desarrollado durante esta tesis basado en espectroscopía de fluorescencia total asociada a calibración multivariada, se seleccionó 3 aislados por su alto nivel de degradación. Estos microorganismos se caracterizaron, en particular la cepa D43FB (identificada como Pseudomonas flavescens) resiste 25 mg L-1 de Cd+2 y 5 mg L-1 de Cr+6. Además, tras 7 de incubación es capaz de degradar hasta un 80% de fenantreno en medio M9 con el hidrocarburo como única fuente de carbono. Al agregar 0.025, 0.05 y 0.5 mg L-1 de Cd+2 el porcentaje de degradación es 60, 26 y 25 mg L-1, respectivamente. Además, en un proceso de bioaumetación de suelos degrada aproximadamente un 75% de los hidrocarburos presentes en el terrario. Por otro lado, a este aislado se asoció su capacidad de degradar fenantreno a la facultad de formar biopelículas y adherirse a cristales de este compuesto, junto con descartar la liberación de biosurfactante o la quimiotaxis. Siendo una excelente alternativa para más ensayos de biorremediación de suelos. El trabajo planteado tiene profundas implicaciones para estudios en biorremediación y potencialmente podría representar una alternativa de descontaminación de ecosistemas antárticos aprovechando los bio recursos propios de la Antártica. La proyección de este trabajo está asociada a dilucidar completamente los procesos asociados a la degradación de Pseudomonas flavescens D43FB y continuar ensayos de biorremediación en terrarios, y así eventualmente terminar la investigación en un proceso in situ en Antártica
Antarctica is the southernmost continent on earth, contains ~80% of the planet's fresh water and presents a series of extreme conditions such as low temperatures and high ultraviolet radiation. Despite this, the man has been able to survive in the region doing scientific and operational activities for over 80 years. Consequently, various inhabited areas have been contaminated mainly with diesel. This compound is harmful, because it is composed by organic molecules such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heavy metals (Cd, Cr and Pb). Decontamination of PAHs can be accomplished by physical, chemical and biological processes. Biological processes represent an ecological, economical and safe option that involves a minor alteration of the soil and thus is an excellent alternative for the decontamination of the Antarctic territory. To date, a large number of bacteria capable of degrading PAHs has been reported, however due to the Antarctic treaty is prohibited to enter foreign DNA and microorganisms to the mainland, so it is vital to find native bacteria that can be used in diesel bioremediation. Due to its higher solubility in water, lower toxicity to humans and structural similarities to other PAHs, the compound used as a model to isolate and study PAH degraders is phenanthrene. Based on the above, in this thesis the following hypothesis was proposed: "The presence of polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy metals in Antarctic soils has favored the development of phenanthrene degrading bacteria resistant to heavy metals". The overall objective of this work was to isolate and characterize Antarctic bacteria resistant to heavy metals (Cd, Cr and Pb) and assess their ability to metabolize phenanthrene. To accomplish this, Antarctic soils obtained from different areas exposed to diesel were characterized chemically and biologically. Also, phenanthrene degrading bacteria resistant to heavy metals were isolated and characterized, and the degradation mechanisms involved were studied. Soil samples were obtained during the 49th expedition to the Antarctic continent (ECA 49), 4 soils none exposed to diesel (A0, B4, C3 and C8) and 4 soils exposed to diesel (D3, D4, E2 and E4). Soil analysis determined the presence of tri-aromatic polycyclic hydrocarbons in soil exposed to diesel, on average 1000 times more concentrated than in soils with no exposure. Moreover, D3 and D4 soils (exposed to diesel) display a greater cadmium concentration and total lead when compared to all samples, ~30 and 600 mg Kg-1, respectively. Regarding the biological characterization, soil exposed to diesel D4, display greater biological activity and heterotrophes, a result that was directly related to PAH content (D4 soil display the highest concentration of hydrocarbons, ~30 mg Kg-1). This relationship was confirmed by a soil enrichment test with phenanthrene, where it was observed that phenanthrene acts as a supplement in soils exposed to diesel. 350 environmental microorganisms were isolated from the 8 Antarctic soils, 53 of them were able to degrade phenanthrene. Three of them were selected for their high capacity to degrade the hydrocarbon. These isolates were selected through a screening developed during this thesis, based on total fluorescence spectroscopy associated to second order multivariate calibration. Selected isolates were characterized and the resistance to heavy metals was determined. In particular, strain D43FB (corresponding to Pseudomonas flavescens) resists 25 mg L-1 of Cd+2 and 5 mg L-1 of Cr+6. After 7 days, this bacterium was able to degrade ~80% of phenanthrene in M9 medium with the hydrocarbon as a sole carbon source. By adding 0.025, 0.05 and 0.5 mg L-1 of Cd+2 this value decreases to 60, 26 and 25 mg L-1, respectively. Moreover, in a bioaugmentation assay of soil the isolate is capable of degrading ̴75 % of PAH present in the terrarium. In the other hand, the capacity of this microorganism to degrade phenanthrene was associated with their ability to form biofilm and adhere to phenanthrene crystals. The proposed work has profound implications for bioremediation studies and potentially could represent an alternative for the decontamination of Antarctic ecosystems. The projection of this work is linked to fully elucidate the mechanism of degradation of Pseudomonas flavescens D43FB and continue testing bioremediation in terrariums, and so eventually complete the investigation with an in situ process in Antarctica
Fondecyt, INACH T_19-11 e INACH MT-05_13

La aplicación de residuos estabilizados generados del tratamiento de aguas servidas o biosólidos en la agricultura, puede ser beneficiosa, por su elevado contenido de macro y micronutrientes y por su liberación lenta al encontrarse complejados con la fracción orgánica de este sustrato, lo cual constituiría una fuente de nutrientes a largo plazo para las plantas. Así, suelos degradados pueden recuperar su calidad agrícola mejorando su fertilidad. Por otra parte, su aplicación a suelos con estos fines, sería una forma eficiente de reciclaje de estos residuos. Sin embargo, se deben tener presente restricciones para su uso agrícola, debido a su alto contenido en metales traza, compuestos orgánicos tóxicos y microorganismo patógenos, que podrían lixiviar al nivel freático contaminando el suelo, y pudiendo llegar de esta manera a la cadena trófica al aumentar su biodisponibilidad. El propósito de este estudio, fue evaluar el efecto de la aplicación de biosólidos, en muestras de suelo de la región metropolitana del orden Mollisol, pertenecientes a las series Taqueral y Polpaico, en la fracción biodisponible de algunos metales traza (Cd, Cu, Cr, Ni, Pb y Zn) a través de dos métodos predictivos la técnica de la Gradiente de Difusión en Capa Fina (DGT) y la primera etapa del método de extracción secuencial BCR, ambos validados a través de un ensayo comparativo con plantas de maravilla (Calendula officinalis). Los resultados obtenidos en este estudio, mostraron que la aplicación de biosólido alteró la biodisponibilidad en algunos de los metales estudiados, de esta forma a medida que aumentó la dosis de aplicación de biosólido, aumentó también la concentración de la fracción móvil de los metales traza. La extracción secuencial BCR, dio cuenta de las formas químicas en que se encontraban los metales traza en el suelo. Todos los metales estudiados se encuentran mayoritariamente en la fracción residual de los suelos. Con la aplicación de biosólidos se generó un aumento principalmente de la fracción soluble de Zn. En las plantas de maravilla se, encontró, que la absorción de los metales siguió el siguiente orden Zn > Cu > Cr > Ni >Pb > Cd, sin embargo con el aumento de la dosis de biosólido, se observó un incremento de la fracción biodisponible principalmente de Zn, en suelo Taqueral y de Zn, Ni y Cr en suelo Polpaico. Respecto de los métodos predictivos, se encontró que sólo la primera fracción de Zn obtenida a través de método BCR correlacionó con el contenido de éste en la planta, obteniéndose valores de R: 0,916 y 0,925 para suelo Taqueral y Polpaico respectivamente. La técnica DGT permitió predecir la fracción biodisponible de Ni, Zn, Cd y Cr en suelo Taqueral, obteniéndose, para la correlación entre la concentración efectiva y el contenido total de estos metales en la panta, valores de R: 0,92; 0,83; 0,81; 0,77 respectivamente, en cambio en el suelo Polpaico sólo en el caso de Zn, se encontró una buena correlación con lo encontrado en la planta (R=0,92)

Durante los meses de agosto a octubre del año 2016 se evaluó el elemento cadmio presente en cinco suelos del Valle del Mantaro: Sincos, Muquiyauyo, Quilcas, San Lorenzo y Sicaya, considerando los niveles de contaminación de estos suelos, reportado en el año 2007 por el proyecto Mantaro Revive, con los objetivos de determinar la concentración de cadmio en hojas de maíz (Zea mays), determinar la disponibilidad de cadmio en el suelo, y relacionar la concentración de cadmio en las hojas y su disponibilidad en suelos de diferente pH.

Geóloga
Según datos de SERNAGEOMIN, actualmente se producen más de un millón y medio de toneladas de depósitos de relaves al día; con un total de 740 catastrados en todo el país. Como resultado de procesos de erosión eólica y aluvial de relaves fuera de operación, puede ocurrir una dispersión de sedimentos desde los relaves hacia el entorno; los que usualmente tienen altas concentraciones de metales pesados. Considerando que en Chile se producen residuos mineros hace más de un siglo y que recién desde el año 2011 existe una ley que regula el cierre de faenas y operaciones mineras; los sedimentos que se dispersan por erosión superficial de residuos probablemente están presentes en la conformación de suelos cercanos. Junto con lo anterior, en Chile no existe una norma de calidad de suelos; solo existe una guía metodológica del Ministerio del Medio Ambiente para gestión de suelos con potencial presencia de contaminantes. Esta investigación tuvo como objetivo analizar el aporte de material de residuos mineros a suelos de dos predios agrícolas ubicados en el valle del río Copiapó, en la localidad de Punta del Cobre. Para ello, se realizó un análisis mineralógico mediante XRD y microscopía óptica: y un análisis estadístico y geoestadístico de datos geoquímicos obtenidos mediante digestión ácida y análisis elemental por ICP-MS. Los resultados indican que existe un aporte directo de 3 relaves que están contiguos a los predios, atribuido posiblemente a un transporte aluvial y eólico y a la rotura de una tubería de agua de procesos. Sin embargo, también se identificó una alta concentración de Hg que sobrepasa las concentraciones medidas en los relaves contiguos y en algunas rocas de la zona. Descartando otras fuentes de enriquecimiento tales como pesticidas y fertilizantes , se postula que el aporte de Hg provendría de la formación temprana de estos suelos, que corresponden esencialmente a fluvisoles; o a un aporte de fuentes lejanas aguas arriba del río Copiapó, donde existen residuos mineros con altas concentraciones de Hg. Estos resultados invitan a profundizar el entendimiento de la dinámica de suelos y resaltan la importancia de comprender el alcance de la dispersión de material de residuos mineros, lo cual debería ser considerado en el levantamiento de líneas base y normas de calidad. Además, se remarca la importancia de entender el suelo como una entidad dinámica, la cual necesita ser abordada de manera compleja y multidisciplinaria.

Una de las formas de disposición de biosólidos generados en las plantas de tratamiento de aguas servidas es su aplicación en suelos agrícolas. Sin embargo, esto involucra algunos problemas, como la acumulación de los metales pesados, el incremento de la materia orgánica y de otros componentes del biosólido, pudiendo cambiar la distribución y movilidad de los metales pesados, modificando su disponibilidad, que dependerá del tipo de suelo, de las propiedades físicas y químicas tanto del biosólido como del suelo y del tipo de cultivo. Si bien existe una vasta experiencia extranjera en el tema, es conveniente como país productor de una amplia gama de productos agrícolas de exportación, realizar estudios preliminares con suelos locales. El propósito de este estudio fue determinar el efecto de la aplicación de biosólidos en la distribución y disponibilidad de los siguientes metales pesados: Cr, Cu, Ni, Pb y Zn en suelos agrícolas de la Región Metropolitana. Se muestrearon cuatro suelos de orden Mollisol diferentes (CB, EM, LP y M). Estos fueron tratados con 15 y 30 Mg·ha-1 de biosólido, además de utilizar suelo sin tratar, como control, e incubados a 25ºC en condiciones de humedad de campo por 60 días. Los biosólidos utilizados (BET2004 y BET2005) fueron obtenidos de una de las plantas de tratamiento de aguas servidas de Santiago. Fueron muestreados en el monorrelleno en épocas diferentes del año. Los suelos, biosólidos y mezclas suelo-biosólido fueron caracterizados a través del pH, contenido de materia orgánica, capacidad de intercambio catiónico (CIC) y contenido total de metales pesados. Los metales traza de los suelos control y tratados con las respectivas dosis de biosólido, fueron extraídos secuencialmente antes y después de la incubación. Se utilizó la metodología propuesta por “The European Community Bureau of Reference” (BCR) de cuatro etapas de manera de obtener las fracciones soluble en ácidos (metal unido a carbonatos), reducible (metal asociado a óxidos de manganeso y hierro), oxidable (metal asociado a materia orgánica) y residual. La determinación de los metales se realizó por Espectroscopía de Absorción Atómica (EAA) con llama. La aplicación de biosólido generalmente incrementó el contenido total de los metales, principalmente significativo para Zn y Cu. La dosis de biosólido y el tiempo de incubación sólo afectaron la distribución de Zn y Cu, principalmente de Zn. Un diseño factorial a dos niveles fue usado para evaluar los efectos: dosis del biosólido aplicado y tiempo de incubación en la disponibilidad de estos metales. Las variables consideradas son influenciadas dependiendo del metal y tipo de suelo. Se encontró, principalmente en el caso del Zn, un incremento de las formas solubles en ácidos, y reducibles debido a la aplicación de biosólidos y tiempo de incubación, en el caso del tratamiento con BET2004, y sólo debido al tiempo de incubación, en los suelos tratados con BET2005.

La contaminación de los suelos por metales pesados es un problema ambiental que desde hace tiempo preocupa a los científicos, ya que desde el suelo los metales pueden ser transferidos a otras partes del ecosistema (p. ej. cultivos, aguas subterráneas,.) entrando en la cadena trófica. En este trabajo se estudian los metales pesados (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb y Zn) en suelos sobre los que se desarrollan cultivos hortícolas en la provincia de Castellón y se analiza la posible transferencia de los metales en el sistema suelo-planta. Para llevar a cabo este estudio se determinaron características edáficas, así como la concentración de metales pesados en los suelos (método USEPA 3051A y extracción con EDTA). También se analizó la concentración de metales en dos tipos de cultivos (cultivos de hoja y cultivos de inflorescencia).Los suelos hortícolas de la provincia de Castellón son generalmente básicos y carbonatados, no presentan problemas por salinidad y el contenido de materia orgánica es elevado e, incluso, muy elevado en algunas parcelas. La capacidad de intercambio catiónico de los suelos es desde muy baja a elevada y la textura es mayoritariamente Franca, Franco-Arcillosa o Franco-Limosa.Las concentraciones medias de metales totales (mg/kg) en el área de estudio son: 0,328 para el Cd, 7,7 para el Co, 33,3 para el Cr, 36,6 para el Cu, 16.915 para el Fe, 385 para el Mn, 19,3 para el Ni, 55,8 para el Pb y 78,5 para el Zn. Estos resultados reflejan, mayoritariamente, niveles normales para suelos agrícolas en base a la comparación realizada con otros estudios descritos en la bibliografía. Sin embargo, un análisis individualizado de las parcelas refleja la existencia de niveles elevados de Cr, Cu, Pb y Zn en algunas parcelas, que probablemente son consecuencia de algún proceso puntual de contaminación.Los resultados de los análisis multivariantes muestran la existencia de dos grupos de metales pesados que se diferencian en cuanto a su origen en las parcelas analizadas. Así, el primer grupo está formado por Fe, Ni, Co, Cr y Mn, que su origen es mayoritariamente consecuencia de la alteración del material originario, mientras en el segundo grupo se agrupan el Cd, Cu, Pb y Zn por tener generalmente un origen antrópico. Además, los porcentajes medios de la fracción extraíble con EDTA respecto a su contenido total indican que el Cd, Cu, Pb y Zn son los metales en el área de estudio que presentan una mayor potencialidad de transferencia, probablemente, debido a su origen antrópico.Los contenidos de Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni y Pb son mayores en los cultivos de hoja que en los cultivos de inflorescencia, a pesar de que para algunos metales la concentración es mayor en los suelos con cultivos de inflorescencia. Así, las distintas concentraciones entre los dos tipos de cultivos para la mayoría de metales parecen ser mayoritariamente consecuencia de diferencias fisiológicas, ya que los cultivos de hoja son acumuladores de metales.Finalmente, a partir de las concentraciones de metales totales, tras derivar mediante distintos métodos estadísticos niveles de fondo y valores de referencia, se realizó una propuesta de niveles de fondo y valores de referencia para suelos con cultivos hortícolas de la provincia de Castellón. Estos valores permitirán evaluar la existencia de procesos de contaminación por metales pesados y, siguiendo los criterios establecidos en el Real Decreto 9/2005, declarar un suelo como contaminado en el área de estudio.
Heavy metals can be transferred from soils to other ecosystem parts, and affect ecosystems and human health through the web chain. Since several years, this environmental issue concerns scientists. In this context, heavy metal concentrations were studied in agricultural soils devoted to vegetable crops in the province of Castellón (East Spain), where an intensive agriculture takes place. Furthermore, heavy metals bioavailability and their influence on vegetable crops are studied, as starting point for developing adequate strategies to prevent soil contamination. Soil properties, total and extractable heavy metal contents in soils (USEPA 3051A method and EDTA 0,05M extraction) and heavy metal contents in crops (leaf and inflorescence crops) were determined to carry out this study.Total concentrations (mg/kg) of heavy metals (0,328 for Cd, 7,7 for Co, 33,3 for Cr, 36,6 for Cu, 16.915 for Fe, 385 for Mn, 19,3 for Ni, 55,8 for Pb and 78,5 for Zn) reflect normal levels for agriculture soils. However, high levels have been found in some samples, where probably contaminated associated to inadequate practices are acting. Two groups of heavy metals were obtained by multivariate analysis, which may indicate source of the heavy metals. Furthermore, mean percentages of extractable fraction relative to total content reflect that Cd, Cu, Pb and Zn are more bioavailability. This can be due to their human-induced origin.The comparison of heavy metal contents between the two crop types and soils, which were grouped by crop types, shows that heavy metal contents (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni and Pb) were higher in leaf crops than in inflorescence crops, except for Zn. The higher contents of heavy metals in leaf crops seem to be due to metabolic processes as these crops are accumulators.Finally, total concentrations were considered to establish background and reference values for agricultural soils with vegetable crops in Castellón. These values were derived by applying several statistic approaches, and one of them were selected as a proposal of reference values. This proposal will allow assessing contaminated processes by heavy metals and, following Spanish Royal Decree 9/2005, to declare a soil as contaminated.

La contaminación de los suelos agrícolas en el valle del Mantaro, está afectando a los diferentes cultivos, y requiere el análisis de técnicas alternativas para su remediación que sean factibles para los diferentes productores de nuestra zona. Durante el periodo de enero a marzo del año 2014, se instaló un experimento en el distrito El Mantaro, con los objetivos de (i) determinar el efecto de los niveles de estiércol de lombriz (EL) y CaCO3 en la biodisponibilidad de plomo (Pb), cadmio (Cd) y cromo (Cr) y en el crecimiento de la planta de maíz, en un suelo representativo del distrito, y (ii) determinar la correlación entre las enmiendas orgánicas e inorgánicas y la biodisponibilidad de plomo (Pb), cadmio (Cd) y cromo (Cr) en un suelo representativo del distrito El Mantaro. Los tratamientos fueron: EL (2%), EL (4%), CaCO3 (2%), CaCO3 (4%), EL (2%) + CaCO3(2%) y EL (4%) + CaCO3(4%), dispuestos en un Diseño Experimental Completamente al Azar con 7 tratamientos (incluyendo un testigo) y 3 repeticiones, utilizando el maíz (Zea mays) var. San Jerónimo, como planta indicadora. El suelo del experimento fue caracterizado en su capa superior, en sus propiedades físico-químicas antes de su instalación. Se evaluó el contenido total de plomo, cadmio y cromo en cada uno de los tratamientos así como altura de planta y peso de materia seca de la parte aérea del cultivo de maíz. Las conclusiones fueron: Los niveles de estiércol de lombriz y CaCO3 disminuyeron la biodisponibilidad de plomo y cadmio en el suelo del distrito El Mantaro. La biodisponibilidad de cromo total del suelo en el distrito de El Mantaro, no fue influenciada. El cultivo de maíz presentó diferencias estadísticas altamente significativas en el peso seco de la parte aérea debido a los tratamientos de enmiendas aplicadas al suelo. La altura de planta no presentó diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos. Se encontró regresión y correlación estadísticamente significativa entre las enmiendas orgánicas e inorgánicas aplicadas al suelo y el contenido de cadmio total en el suelo. La regresión y correlación entre los tratamientos aplicados y el contenido de plomo y cromo en el suelo no tuvieron significación estadística. El contenido de plomo en los tratamientos testigo y con 2% de CaCO3 no superaron los límites permisibles para el Estándar de Calidad Ambiental de suelos agrícolas de Perú y Canadá, pero si superaron los límites permisibles para el Estándar de Calidad Ambiental de Holanda. El contenido de cadmio en los siete tratamientos estudiados no superaron los límites permisibles establecidos en los Estándares de Calidad Ambiental de Perú, Canadá y Holanda. Los tratamientos de estiércol de lombriz y CaCO3 no superaron los Estándares de Calidad Ambiental de Canadá y Holanda.
Tesis

El lector podrá encontrar en el libro las definiciones más importantes en los procesos de validación de métodos analíticos; acceder a la validación de la demanda química de oxígeno y demanda bioquímica de oxígeno para la determinación del contenido de materia orgánica y biodegradabilidad en aguas residuales de un ingenio azucarero. También, encontrará contribuciones a la evaluación de metales pesados (plomo y cadmio) en agua cruda y potable por espectroscopia de absorción atómica con horno de grafito del acueducto del municipio de Cerrito. Así mismo, la validación del método de análisis para nitratos en agua potable del corregimiento Paso de la bolsa del municipio de Jamundí mediante la técnica de espectroscopia ultravioleta. El libro hace énfasis en la importancia de la medición de los parámetros fisicoquímicos en el proceso de potabilización y control de calidad de agua pozo del Paraíso (Santander de Quilichao) utilizada en una planta de tratamiento de agua y en el seguimiento del crecimiento microbiano en una laguna facultativa de un ingenio azucarero del Valle del Cauca.