lunes, 28 de mayo de 2018
IV Reunión de hidrología forestal de la SECF
26-28 de junio de 2018. ETSIA de Palencia, últimas plazas.
Descubren cómo el arsénico aumenta su capacidad para esparcirse en el ambiente
Un equipo de investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) ha estudiado cómo elementos químicos como el arsénico, el plomo, el zinc o el cobre, que tienden a quedar retenidos y estables al asociarse con el óxido de hierro, acaban siendo transportados pudiendo contaminar zonas alejadas de los focos de emisión de contaminantes. La unión de estos componentes al óxido de hierro y de éste a la arcilla, hace que dichos elementos se movilicen fácilmente, volviéndose más transportables, con lo que es difícil saber dónde pueden terminar estas sustancias químicas peligrosas.
Cuando una mina deja de estar activa, en el área circundante quedan residuos mineros que contienen componentes potencialmente peligrosos para los seres humanos: arsénico, plomo, cobre, etc. La dispersión de estos elementos puede evitarse gracias a los óxidos de hierro que los captan. Una vez adsorbidos, además disminuye su biodisponibilidad y, a menos que cambien mucho las condiciones geoquímicas, no representan un peligro. "Lo que constatamos con nuestros primeros análisis fue que el arsénico estaba presente en el lugar donde se almacenan los residuos, pero, pese a que las condiciones geoquímicas favorecen su retención en el óxido de hierro, también lo encontramos a más de un km de distancia, siguiendo un curso de agua estacional. ¿Cómo es posible que un componente como el arsénico se mueva si está unido a los óxidos de hierro?, ¿no debería quedarse pegado a él?", se preguntaba el investigador del MNCN Fernando Garrido.
Lo que han descubierto con esta investigación es que no es el óxido de hierro el que es transportado sino que este se asocia con coloides (partículas nanométricas) de arcilla que son transportadas en suspensión por el agua. "Esta triple unión que hemos caracterizado consigue que el óxido de hierro sea más estable y retenga mejor componentes potencialmente tóxicos, pero también aumenta su capacidad para esparcirse en la naturaleza", explica Garrido. "El problema es que no sabemos dónde pueden acabar estos compuestos que viajan en el agua" continúa.
Radiaciones sincrotrón y campos gravitacionales
Los investigadores han trabajado con un protocolo propio de extracción de coloides que les permite estudiarlos desde distintas técnicas analíticas que pasan por la separación de partículas en suspensión mediante la aplicación de un campo de fuerza cruzado (asimétrico) -que permite ordenar y separar por su tamaño las partículas en suspensión que hay en un líquido- y el uso de la radiación de alta intensidad generada en aceleradores de electrones. Esta combinación de técnicas analíticas les permite estudiar aspectos físicos y químicos del comportamiento de las nanopartículas en procesos de contaminación del medio ambiente. Este grupo de trabajo es uno de los pocos que ha venido aplicando técnicas relacionadas con la aceleración de partículas en instalaciones sincrotrón al estudio de muestras ambientales desde hace una década.
M.A. Gomez-Gonzalez, M. Villalobos, J.F. Marco, J. Garcia-Guinea, E. Bolea, F. Laborda y F. Garrido (2018) Iron oxide - clay composite vectors on long-distance transport of arsenic and toxic metals in mining-affected areas. Chemosphere. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.01.100
Fuente: Biotech-spain.com
Cuando una mina deja de estar activa, en el área circundante quedan residuos mineros que contienen componentes potencialmente peligrosos para los seres humanos: arsénico, plomo, cobre, etc. La dispersión de estos elementos puede evitarse gracias a los óxidos de hierro que los captan. Una vez adsorbidos, además disminuye su biodisponibilidad y, a menos que cambien mucho las condiciones geoquímicas, no representan un peligro. "Lo que constatamos con nuestros primeros análisis fue que el arsénico estaba presente en el lugar donde se almacenan los residuos, pero, pese a que las condiciones geoquímicas favorecen su retención en el óxido de hierro, también lo encontramos a más de un km de distancia, siguiendo un curso de agua estacional. ¿Cómo es posible que un componente como el arsénico se mueva si está unido a los óxidos de hierro?, ¿no debería quedarse pegado a él?", se preguntaba el investigador del MNCN Fernando Garrido.
Lo que han descubierto con esta investigación es que no es el óxido de hierro el que es transportado sino que este se asocia con coloides (partículas nanométricas) de arcilla que son transportadas en suspensión por el agua. "Esta triple unión que hemos caracterizado consigue que el óxido de hierro sea más estable y retenga mejor componentes potencialmente tóxicos, pero también aumenta su capacidad para esparcirse en la naturaleza", explica Garrido. "El problema es que no sabemos dónde pueden acabar estos compuestos que viajan en el agua" continúa.
Radiaciones sincrotrón y campos gravitacionales
Los investigadores han trabajado con un protocolo propio de extracción de coloides que les permite estudiarlos desde distintas técnicas analíticas que pasan por la separación de partículas en suspensión mediante la aplicación de un campo de fuerza cruzado (asimétrico) -que permite ordenar y separar por su tamaño las partículas en suspensión que hay en un líquido- y el uso de la radiación de alta intensidad generada en aceleradores de electrones. Esta combinación de técnicas analíticas les permite estudiar aspectos físicos y químicos del comportamiento de las nanopartículas en procesos de contaminación del medio ambiente. Este grupo de trabajo es uno de los pocos que ha venido aplicando técnicas relacionadas con la aceleración de partículas en instalaciones sincrotrón al estudio de muestras ambientales desde hace una década.
M.A. Gomez-Gonzalez, M. Villalobos, J.F. Marco, J. Garcia-Guinea, E. Bolea, F. Laborda y F. Garrido (2018) Iron oxide - clay composite vectors on long-distance transport of arsenic and toxic metals in mining-affected areas. Chemosphere. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.01.100
Fuente: Biotech-spain.com
Los ríos temporales también afectan a las emisiones globales de CO2
Las aguas dulces tienen un papel muy importante en el ciclo global del carbono debido a la descomposición de las plantas terrestres en su cuenca, proceso que estimula las emisiones atmosféricas de dióxido de carbono (CO2). A pesar de esta influencia, es prácticamente desconocido el rol que desempeñan en el ciclo del carbono los ríos temporales, aquellos en los que el agua deja de circular en algún momento del año y que pueden llegar a secarse completamente. Un proyecto colaborativo internacional liderado por Thibault Datry, del Instituto Nacional de Investigaciones en Ciencia y Tecnología para el Medio Ambiente y la Agricultura (IRSTEA, Francia), y con la participación de las investigadoras Núria Cid y Núria Bonada, de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona, ha llevado a cabo el primer estudio global sobre la contribución de los ríos temporales al ciclo del carbono que controla el clima en la Tierra.
La investigación, publicada en la revista científica Nature Geoscience, muestra en este tipo de ríos altos niveles de consumo de oxígeno y emisiones de dióxido de carbono. Según los investigadores, estos resultados indican la importancia del estudio de los ríos temporales para conocer la contribución de las redes fluviales del mundo a la liberación de CO2 a la atmósfera, especialmente teniendo en cuenta que, debido a los efectos del cambio climático y a la demanda creciente de agua, cada vez habrá más ríos con estas características.
Muestras de ríos de Girona, Castellón, Málaga y Cádiz
Cuando un río deja de correr, como en el caso de los ríos temporales, la materia orgánica proveniente de las plantas terrestres —principalmente las hojas y la madera de la zona ribereña adyacente— caen y se acumulan en el lecho más o menos seco. Para averiguar qué pasa con este material cuando el agua vuelve a correr, y determinar así cómo contribuyen los ríos temporales al ciclo global del carbono, el proyecto 1000 Intermittent Rivers ha investigado la cantidad y la calidad de la materia terrestre orgánica que se va acumulando durante los periodos secos en 212 ríos intermitentes de veintidós países distintos.
La UB es una de las 94 instituciones de investigación que ha participado en el consorcio aportando muestras de materia orgánica acumulada en los cauces secos de cuatro ríos temporales de la península ibérica: las cabeceras de los ríos Daró (Girona) y Cérvol (Castellón), el río Guadalmedina (Málaga) y el río Hozgarganta (Cádiz).
«El tipo y la cantidad de esta materia orgánica varía según el clima, la vegetación ribereña, el ancho del canal fluvial, la duración del período seco y el régimen hidrológico del río. Por estos motivos, para cada río, además, se obtuvo información hidrológica con el fin de poder saber el número de días que el río estaba seco y los usos del suelo de la cuenca para evaluar posibles impactos humanos. También se tuvo en cuenta información sobre la cobertura riparia y la composición del sustrato del lecho del tramo de río que se muestreó», explica Núria Cid, miembro del Departamento de Biología Evolutiva, Ecología y Ciencias Ambientales y del Grupo de Investigación FEHM (Freshwater Ecology, Hydrology and Management), adscrito al Instituto de Investigación del Agua (IdRA) de la Universidad de Barcelona.
Simulación del comportamiento de los ríos temporales
En cada río, este material se clasificaba, pesaba y procesaba para ser enviado a posteriori a los coordinadores del proyecto en el IRSTEA. En estos laboratorios se simuló el comportamiento de los ríos temporales y se analizaron los efectos sobre las comunidades microbianas —responsables de la degradación de la basura— cuando el agua vuelve temporalmente a la cuenca. Se midieron las tasas de respiración de estos microrganismos, que reflejan la reactivación de las comunidades microbianas, y se comprobó que su actividad lanza cantidades sustanciales de CO2 a la atmósfera.
«Una extrapolación aproximada indica que las estimaciones de las emisiones diarias de CO2 de los cursos de agua continentales podrían aumentar entre un 7 y un 152 % si se añaden datos de ríos temporales a los datos existentes de ríos perennes, y que un solo evento de reactivación podría contribuir hasta en un 10 % a este aumento», explica Núria Bonada, también investigadora del FEHM y del Departamento de Biología Evolutiva, Ecología y Ciencias Ambientales.
Estos resultados ponen de relieve la importancia de los ríos temporales en los flujos globales con la atmósfera. Cuando los ríos temporales se vuelven a conectar y vuelve a circular el agua, emiten CO2. Por lo tanto, estos ríos se deberían incluir en estudios futuros para poder estimar la contribución de las masas de agua continentales al ciclo del carbono a escala global, concluye el estudio.
Fuente: biotech-spain.com
La investigación, publicada en la revista científica Nature Geoscience, muestra en este tipo de ríos altos niveles de consumo de oxígeno y emisiones de dióxido de carbono. Según los investigadores, estos resultados indican la importancia del estudio de los ríos temporales para conocer la contribución de las redes fluviales del mundo a la liberación de CO2 a la atmósfera, especialmente teniendo en cuenta que, debido a los efectos del cambio climático y a la demanda creciente de agua, cada vez habrá más ríos con estas características.
Muestras de ríos de Girona, Castellón, Málaga y Cádiz
Cuando un río deja de correr, como en el caso de los ríos temporales, la materia orgánica proveniente de las plantas terrestres —principalmente las hojas y la madera de la zona ribereña adyacente— caen y se acumulan en el lecho más o menos seco. Para averiguar qué pasa con este material cuando el agua vuelve a correr, y determinar así cómo contribuyen los ríos temporales al ciclo global del carbono, el proyecto 1000 Intermittent Rivers ha investigado la cantidad y la calidad de la materia terrestre orgánica que se va acumulando durante los periodos secos en 212 ríos intermitentes de veintidós países distintos.
La UB es una de las 94 instituciones de investigación que ha participado en el consorcio aportando muestras de materia orgánica acumulada en los cauces secos de cuatro ríos temporales de la península ibérica: las cabeceras de los ríos Daró (Girona) y Cérvol (Castellón), el río Guadalmedina (Málaga) y el río Hozgarganta (Cádiz).
«El tipo y la cantidad de esta materia orgánica varía según el clima, la vegetación ribereña, el ancho del canal fluvial, la duración del período seco y el régimen hidrológico del río. Por estos motivos, para cada río, además, se obtuvo información hidrológica con el fin de poder saber el número de días que el río estaba seco y los usos del suelo de la cuenca para evaluar posibles impactos humanos. También se tuvo en cuenta información sobre la cobertura riparia y la composición del sustrato del lecho del tramo de río que se muestreó», explica Núria Cid, miembro del Departamento de Biología Evolutiva, Ecología y Ciencias Ambientales y del Grupo de Investigación FEHM (Freshwater Ecology, Hydrology and Management), adscrito al Instituto de Investigación del Agua (IdRA) de la Universidad de Barcelona.
Simulación del comportamiento de los ríos temporales
En cada río, este material se clasificaba, pesaba y procesaba para ser enviado a posteriori a los coordinadores del proyecto en el IRSTEA. En estos laboratorios se simuló el comportamiento de los ríos temporales y se analizaron los efectos sobre las comunidades microbianas —responsables de la degradación de la basura— cuando el agua vuelve temporalmente a la cuenca. Se midieron las tasas de respiración de estos microrganismos, que reflejan la reactivación de las comunidades microbianas, y se comprobó que su actividad lanza cantidades sustanciales de CO2 a la atmósfera.
«Una extrapolación aproximada indica que las estimaciones de las emisiones diarias de CO2 de los cursos de agua continentales podrían aumentar entre un 7 y un 152 % si se añaden datos de ríos temporales a los datos existentes de ríos perennes, y que un solo evento de reactivación podría contribuir hasta en un 10 % a este aumento», explica Núria Bonada, también investigadora del FEHM y del Departamento de Biología Evolutiva, Ecología y Ciencias Ambientales.
Estos resultados ponen de relieve la importancia de los ríos temporales en los flujos globales con la atmósfera. Cuando los ríos temporales se vuelven a conectar y vuelve a circular el agua, emiten CO2. Por lo tanto, estos ríos se deberían incluir en estudios futuros para poder estimar la contribución de las masas de agua continentales al ciclo del carbono a escala global, concluye el estudio.
Fuente: biotech-spain.com
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