Por Que Hacer Esto

RESUMEN

El presente estudio fue realizado para evaluar el contenido de metales pesados del polvo de calles de alto aforo vehicular en la ciudad de Tapachula, Chiapas., así como la movilidad gastrointestinal empleando el esquema de extracción secuencial BCR. Los metales pesados son uno de los mayores problemas ambientales de interés debido a su naturaleza toxicológica. Se eligieron 12 puntos de muestreo a través de calles de alto aforo vehicular en la zona centro de la ciudad. La concentración de metales de polvo fue determinada haciendo uso de Espectroscopia de absorción atómica. La media aritmética total de las concentraciones de los polvos para los metales Cd, Cr, Pb, Zn, Cu y Fe son de 2.98, 54.06, 80.68, 60.38, 32.61 y 5166.63 mg/Kg, respectivamente. Los resultados indicaron que las concentraciones de metales pesados fueron generalmente bajas, con un orden decreciente de Fe>Pb>Zn>Cr>Cu>Cd. El esquema de extracción secuencial BCR determinó que las formas químicas más estables son las fracción oxidable y la fracción residual, lo cual implican una baja biodisponibilidad. El factor de enriquecimiento fue calculado en base a tablas de abundancia de elementos en la corteza de la Tierra para suelos, tomando en consideración los niveles de metales totales necesarios.

Palabras clave: metales pesados, BCR, grado de contaminación, factor de enriquecimiento.

ABSTRACT

The present study was aimed at evaluating heavy metal contents in street dust from heavy traffic roads of Tapachula, Chiapas., by flame atomic absorption spectrometry (FAAS) using the BCR (the European Community Bureau of Reference) sequential extraction procedure. Heavy metals are one of major environmental concern due to its toxicological nature. Twelve samples were collected from heavy traffic roads of Tapachula City downtown. The total heavy metal concentrations in the roads ranged arithmetic means of Cd, Cr, Pb, Zn, Cu and Fe are 2.98, 54.06, 80.68, 60.38, 32.61 y 5166.63 mg/Kg, respectively. Results indicate the heavy metal concentrations were generally lower Fe>Pb>Zn>Cr>Cu>Cd. BCR sequential extraction procedure determinate exchangeable stage and residual stage as steadiest chemical forms, which means a low bioavailability. Enrichment factors were calculated based upon abundances of elements in the Earth’s crust for soils, taking into consideration their total metal levels.

Keywords: heavy metals, sequential extraction, enrichment factor, geo-accumulation, contamination degree.

ÍNDICE

1 RESUMEN 3

2 INTRODUCCIÓN 9

2.1 Antecedentes 10

2.2 Justificación 10

3 OBJETIVOS 11

3.1 Objetivo General 11

3.2 Objetivos Específicos 11

4 MARCO TEÓRICO 11

4.1 Toxicología de los metales pesados 11

4.1.1 Cobre 13

4.1.2 Cadmio 14

4.1.3 Cromo 17

4.1.4 Hierro 18

4.1.5 Plomo 20

4.1.6 Zinc 22

4.2 Índice de geo-acumulación (Igeo) 23

4.3 Factor de Enriquecimiento (FE) 23

4.4 Factor de Contaminación (Cf) y Grado de Contaminación (Cd) 24

4.5 Factor Potencial de Riesgo Ecológico (RI) 25

4.6 Factor de movilidad (FM) 26

4.7 Evaluación de la movilidad de los metales tóxicos 26

4.7.1 Especiación de metales potencialmente tóxicos 26

4.7.2 Esquema de extracción secuencial BCR 27

5 DESARROLLO DEL PROYECTO 28

5.1 Investigación Bibliográfica 28

5.2 Selección del sitio de estudio 28

5.3 Recolección de muestras 31

5.4 Tratamiento de muestras 31

5.5 Tamizado de muestras 32

5.6 Lavado de materiales, reactivos empleados y equipo utilizado 32

5.6.1 Lavado de materiales 32

5.6.2 Reactivos 32

5.6.3 Equipo empleado 33

5.7 Extracción de Metales Totales y por tamaño de grano 33

5.7.1 Extracción de Metales Totales 33

5.7.2 Extracción de Metales por Tamaño de Grano 33

5.8 Determinación de la concentración de metales 33

5.9 Determinación de metales por el Método BCR 35

5.9.1 Fracción Ácido Soluble (F1) 35

5.9.2 Fracción Reducible (F2) 35

5.9.3 Fracción Oxidable (F3) 35

5.9.4 Fracción Residual (F4) 36

5.10 Tratamiento de los resultados 38

6 RESULTADOS 38

6.1 Caracterización del lugar de muestreo 38

6.1.1. Descripción delos sitios de estudio 42

6.2 Clase granulométrica 44

6.3 Concentración de Metales Totales 45

6.4 Índice de Geo-acumulación (Igeo) 50

6.5 Factor de enriquecimiento 52

6.6 Factor de Contaminación (CF) y Grado de Contaminación (CD) 52

6.7 Factor Potencial de Riesgo Ecológico (RI) 53

6.8 Evaluación de la movilidad de los metales tóxicos 54

6.9 Factor de Movilidad (FM) 60

7 CONCLUSIONES 61

7.1 Recomendaciones 62

8 REFERENCIAS 63

9 INSTITUCIONES VISITADAS VIA ELECTRÓNICO 64

10 ÍNDICE DE ECUACIONES

(1) Ecuación de índice de geo-acumulación (Igeo) 23

(2) Ecuación de factor de enriquecimiento (FE) 23

(3) Ecuación para factor de contaminación (Cf) 24

(4) Ecuación para grado de contaminación (Cd) 24

(5) Ecuación para Potencial índice de riesgo ecológico (Er) 25

(6) Ecuación para Potencial de riesgo ecológico (RI) 25

(7) Ecuación para Factor de Movilidad (FM) 26

11 ÍNDICE DE DIAGRAMAS

Diagrama 1. Determinación de metales totales y por tamaño de grano 34

Diagrama 2. Diagrama del esquema de especiación BCR 37

12 ÍNDICE DE GRÁFICAS

Gráfica 1. Clase granulométrica (%) .44

Gráfica 2. Concentraciones de Cadmio en los sitios de estudio 47

Gráfica 3. Concentraciones de Cromo en los sitios de estudio 47

Gráfica 4. Concentraciones de Plomo en los sitios de estudio 48

Gráfica 5. Concentraciones de Zinc en los sitios de estudio 48

Gráfica 6. Concentraciones de Cobre en los sitios de estudio 49

Gráfica 7. Concentraciones de Hierro en los sitios de estudio 49

Gráfica 8. Extracción secuencial de Cadmio 55

Gráfica 9. Extracción secuencial de Cromo 56

Gráfica 10. Extracción secuencial de Cobre 57

Gráfica 11. Extracción secuencial de Plomo 58

Gráfica 12. Extracción secuencial de Zinc 59

Gráfica 13. Extracción secuencial de Hierro 60

13 ÍNDICE DE IMÁGENES

Imagen 1. Simulación de la movilidad de los metales por polvo en el aparato digestivo 28

Imagen 2. Mapa aéreo de los sitios de muestreo 29

Imagen 3 Muestra 1 29

Imagen 4. Muestra 2 29

Imagen 5. Muestra 3 30

Imagen 6. Muestra 4 30

Imagen 7. Muestra 5 30

Imagen 8. Muestra 6 30

Imagen 9. Muestra 7 30

Imagen 10. Muestra 8 30

Imagen 11. Muestra 9 31

Imagen 12. Muestra 10 31

Imagen 13. Muestra 11 31

Imagen 14. Muestra 12 31

Imagen 15. Tamaño de grano para el tamizado de partículas 32

Imagen 16. Mapa aéreo de la ciudad de Tapachula, Chis. 38

Imagen 17. Aeropuerto Internacional de Tapachula, Chis. 39

Imagen 18. Puerto Chiapas 39

Imagen 19. Finca cafetalera Hamburgo 40

Imagen 20. Finca cafetalera Irlanda 40

Imagen 21. Mango y plátano como principales plantaciones en Tapachula 41

Imagen 22. Volcán Tacaná visto desde la ciudad de Tapachula 41

Imagen 23. BIOPAPPEL, Tapachula 41

Imagen 24.Distrancia desde BIOPAPPEL hasta los sitios de muestreo 42

13 ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Fuente (Luna et al, 2009) .12

Tabla 2. Concentración promedio teórica de los respectivos metales (Sparks, 1995) 24

Tabla 3. Grados de factor de enriquecimiento. (Lawson y Manchester) 24

Tabla 4. Rango de factor de contaminación (Cf) 25

Tabla 5. Rango para el grado de contaminación (Cd) 25

Tabla 6. Índices y grados de valoración del potencial de riesgo ecológico 26

Tabla 7. Aforo vehicular establecido en la Ciudad de México 29

Tabla 8. Concentración de metales totales del presente estudio (mg/Kg) 45

Tabla 9. Límites máximos de metales pesados en el suelo, Ley Federal Alemana 45

Tabla 10.Tabla guía de calidad de suelo canadiense (mg-Kg-1) 46

Tabla 11. Estándares holandeses para evaluar la contaminación de suelos 46

Tabla 12. Índice de Geo-acumulación en el presente estudio 50

Tabla 13. Factores de Enriquecimiento calculados para las muestras en el presente estudio. 51

Tabla 14. Factor de contaminación y grado de contaminación en el sitio de estudio 52

Tabla 15. Índices y grados de valoración del potencial de riesgo ecológico 52

Tabla 16. Extracción secuencial de Cadmio 54

Tabla 17. Extracción secuencial de Cromo 55

Tabla 18. Extracción secuencial de Cobre 56

Tabla 19. Extracción secuencial de Plomo 57

Tabla 20. Extracción

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