Arsénico en el suelo
Fernando Molina y su equipo de investigadores estudian la presencia de contaminantes en suelos. La presencia de arsénico en ciertas regiones está vinculada a las características naturales del suelo pero existen también alteraciones producidas por aquellas sustancias que aparecen por acción del ser humano.
En mayo de 2007, el Ministerio de Salud estableció que el nivel máximo de arsénico permitido en el agua debía bajarse de los 0,05 miligramos por litro (mg/l) aceptados hasta entonces, hasta los 0,01 mg/l recomendados por la Organización Mundial de la Salud. La medida se tomó por el carácter cancerígeno del arsénico y porque produce una enfermedad denominada Hidro Arsenicismo Crónico Regional Endémico (HACRE) si se consume reiteradamente agua con alto contenido de arsénico.
Si bien el grupo de investigación en Propiedades de Macromoléculas y Suelos que dirige el Dr. Fernando Molina tiene intereses diversos, el estudio de la presencia de contaminantes en suelos es, justamente, uno de ellos. Y en este sentido, no sólo resulta de interés la presencia de arsénico en ciertas regiones –que está vinculada a las características naturales del suelo– sino también las alteraciones producidas por aquellas sustancias que aparecen por acción del ser humano. “Aunque ya sea casi un lugar común decir que la actividad humana produce alteraciones que, en muchos casos, llevan a la contaminación ambiental, éste es un problema de gran importancia, del cual sólo se ha llegado a tomar conciencia en los últimos tiempos”, afirma Molina. Las muchas especies químicas contaminantes pueden ser orgánicas o inorgánicas. “Dentro de estas últimas, se encuentran los metales pesados, que no sólo son los elementos metálicos de alto peso atómico -como el plomo- sino otros de peso atómico intermedio como el cobre, o incluso otros que son no metales como el arsénico”, explica el investigador. “El plomo se encuentra frecuentemente en desechos industriales y en ambientes urbanos, como consecuencia del uso de aditivos con plomo en naftas; mientras que el arsénico se encuentra en aguas subterráneas de amplias zonas del país, como el norte de la provincia de Buenos Aires”, agrega.
Los suelos son sistemas complejos, formados por una variedad de componentes biológicos (esencialmente bacterias), orgánicos e inorgánicos. La materia orgánica del suelo está constituida fundamentalmente por las sustancias húmicas, que son productos de la degradación de residuos vegetales, mientras que los componentes inorgánicos principales son los minerales arcillosos (silicoaluminatos) y óxidos de hierro y aluminio. “Estudiamos la interacción de contaminantes como plomo y arsénico con componentes del suelo, cosa que es muy importante para comprender la manera en que son retenidos en el suelo, y con ello su movilidad y biodisponibilidad”, comenta Molina. Es bastante conocido cómo interactúan distintos metales, incluido el plomo, con los componentes de los suelos en forma individual, pero no se sabe tanto acerca de qué ocurre cuando hay varios componentes combinados, como se hallan en la naturaleza. Por esta razón, los investigadores estudiaron la interacción del plomo con ácidos húmicos y goetita -un óxido de hierro- en forma simultánea. “Aplicamos técnicas de análisis convencionales para determinar qué cantidad de plomo es retenido por el conjunto ácido húmico-goetita en comparación con los mismos por separado, y encontramos que el conjunto retiene más que la suma de ambos por separado, es decir que existe un efecto de tipo cooperativo entre ambos componentes”, explica Molina. Por otra parte, el equipo empleó espectroscopía infrarroja para determinar la naturaleza molecular de las interacciones. “Los resultados indican que -al menos en parte- el plomo se sitúa como puente entre el óxido y el ácido húmico, acentuando la interacción entre ambos y quedando así retenido más fuertemente. Algo similar ha sido informado para el caso del cobre”, comenta el investigador, quien sostiene además que esto “coincide con otros estudios que sugieren que los suelos tienen una cierta capacidad de retener y fijar metales contaminantes”. Para el año próximo, los investigadores tienen previsto estudiar la contaminación por plomo en suelos urbanos, en colaboración con la Facultad de Agronomía.
Actualmente, el equipo de Molina ha iniciado un estudio similar al anterior para considerar la contaminación por arsénico. “En este caso no observamos un efecto cooperativo sino que, aparentemente, el arsénico pentavalente, en forma de arseniato, compite con el ácido húmico por ubicarse en la superficie de la goetita”, explica.
Otra línea de investigación del grupo apunta a cuestiones más fundamentales acerca de la naturaleza de la interacción de metales con las sustancias húmicas. “Para tratar correctamente estas interacciones es necesario un modelo que describa de una forma manejable a la sustancia húmica. Tratamos de hallar tal descripción a través del análisis numérico de datos de interacción metal-ácido húmico combinados con estudios espectroscópicos”, relata el investigador. Finalmente, los especialistas desarrollaron un modelo para considerar las interacciones electrostáticas, que contribuyen a la retención de metal. “Todo este trabajo apunta, en última instancia, a tener una descripción precisa de la interacción metal-sustancia húmica para poder predecir la cantidad de metal que puede ser retenida por los suelos y su estabilidad”, concluye Molina.
Propiedades de macromoléculas y suelos (Departamento de Química Inorgánica)
Laboratorios E18/E21, entrepiso, del Dpto. de Química Inorgánica – INQUIMAE, 1er. piso. Pabellón II. Teléfono: 4576-3378/80 interno 230
Dirección: Fernando V. Molina
Integrantes: Silvia Orsetti, Gabriela Domínguez, Nicolás García Saggion.
Colaboradores: Cecilia Di Risio, Claudio Borsarelli (Universidad Nacional de Santiago del Estero), Marcelo Avena (Universidad Nacional del Sur), Francisco González Vila (Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla, España), Dionisio Posadas (Universidad Nacional de La Plata).
