Distribución de especies inorgánicas y orgánicas de arsénico en suelos tratados con biosólidos

Abstract

En nuestro país, debido a las condiciones geológicas propias del territorio y a la actividad antropogénica gran parte de los suelos presentan altas concentraciones de arsénico. Por otra parte, la implementación de un plan de recuperación de aguas servidas, está generando grandes cantidades de biosólidos. Por lo tanto, es imprescindible realizar estudios que den cuenta de los efectos de la aplicación de estos biosólidos sobre la disponibilidad, movilidad y especiación de este metaloide, en suelos locales. En este estudio se determina el efecto de la incorporación de biosólido al suelo, sobre la movilidad y disponibilidad de las distintas formas químicas de arsénico evaluando además la influencia del potencial redox sobre ellas. Para ello se seleccionaron dos suelos agrícolas de la zona central de Chile con distinto contenido de As, uno de ellos, “Graneros”, impactado por arsénico debido a su cercanía con la fundición de cobre Caletones (VI Región) y el otro, “Aculeo”, de la Región Metropolitana, con concentraciones bajas de este metaloide. Para evaluar la influencia del biosólido sobre el arsénico en los suelos, se incorporó un biosólido proveniente de una planta de tratamiento de aguas servidas de Santiago en una razón de 15 y 100 Mg ha-1 a los suelos naturales y enriquecidos con este metaloide. El arsénico en los diferentes sustratos fue extraído secuencialmente con un método de cinco etapas que da cuenta del arsénico adsorbido no-específicamente, adsorbido específicamente, adsorbido en los óxidos e hidróxidos de Fe y Al amorfos y pobremente cristalinos, adsorbido en los óxidos e hidróxidos de Fe y Al cristalinos y residual. Encontrándose en el suelo Aculeo con o sin biosólido el predominio de la fracción residual, mientras que para el suelo Graneros en similares condiciones, el As se asoció mayoritariamente con los óxidos e hidróxidos de Fe y Al amorfos. La incorporación de biosólido incrementó el contenido de As adsorbido no-específicamente en los suelos Aculeo, Graneros y Graneros enriquecido con As. Para la detección y cuantificación de las distintas especies de arsénico, se implementó y optimizó un método analítico basado en espectrofotometría de absorción atómica acoplada a generación de hidruros (EAA-GH), realizando estudios con concentraciones variables de HCl, NaBH4 y L-cisteína (como agente pre-reductor). Se optimizó y validó un método analítico para la determinación de As(III), As orgánico y As total (As(V) se determinó por diferencia), encontrándose límites de detección que fluctuaron entre 0,11 y 0,14 mg L-1, en tanto para la repetibilidad y recuperación se encontraron valores entre 0,7 y 1,2 % y entre 98,8 y 103 %, respectivamente. Desde un punto de vista toxicológico, es fundamental conocer la forma química en que se encuentra el arsénico en las fracciones más lábiles del procedimiento de extracción secuencial y como podrían ser afectadas al aplicar biosólidos. Para tal efecto, se aplicó la metodología analítica desarrollada para la especiación química, sobre las dos primeras fracciones del procedimiento de extracción secuencial, encontrándose sobre un 91 % del arsénico presente en ambas fracciones en la forma de As(V). Por otra parte, la incorporación de una dosis de 100 Mg ha-1 de biosólido originó un incremento significativo en el contenido del arsénico orgánico. Considerando que la especiación, y por tanto la movilidad de arsénico, pueden verse afectadas por cambios en las condiciones redox de los suelos, se realizaron estudios sobre algunos suelos y sobre los mismos enmendados con biosólido a diferentes potenciales de óxido-reducción (-200, 0 y 200 mV), a pH constante. En general, se encontró que bajo condiciones reductoras la razón As(III) / As(V) incrementó, mientras que en condiciones oxidantes ésta disminuyó. De acuerdo a los resultados obtenidos, se podría establecer que la aplicación de un biosólido a suelos con escasos sitios específicos para la adsorción de arsénico, incrementa la retención de este metaloide, con la consecuente disminución de su disponibilidad, lo cual se debe al alto contenido de óxidos de hierro que aporta el biosólido al suelo. Sin embargo, es importante tomar las medidas necesarias para impedir posibles inundaciones de los suelos de manera de evitar que condiciones reductoras den lugar a la movilización de este metaloide.