Análisis geoquímico de suelos urbanos de la ciudad de santiago de Chile

Abstract

El presente estudio de Geoquímica Ambiental de Suelos Urbanos se llevó a cabo en cuatro comunas del centro de la Región Metropolitana; Providencia, Ñuñoa, Recoleta y Santiago Centro. Se colectaron un total de 90 muestras en los meses de enero-febrero de 2020 y noviembre-diciembre de 2021 con el fin de caracterizar químicamente los suelos, establecer una comparación entre ambos años de estudio y así evaluar el impacto de la contaminación desde las diversas fuentes asociadas a los acontecimientos ocurridos entre octubre-diciembre 2019 y otras fuentes pre-existentes. El total de elementos analizados y validados fueron 23 (Al, As, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Gd, La, Mg, Mn, Nd, Ni, Pb, Pr, Sc, Sm, Y, Yb y Zn), los cuales fueron medidos mediante Espectrometría de Masa con Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-MS) en la Comisión Chilena de Energía Nuclear. La metodología aplicada consistió en la toma de muestras, determinación de los parámetros físico-químicos pH y conductividad eléctrica (CE), cuantificación de los elementos mediante ICP-MS (previa digestión ácida) lo cual permitió la elaboración de una línea base que consideró las siguientes etapas: i) tratamiento estadístico (validación de datos, construcción de box-plots identificando muestras “outliers” y determinación de background) y ii) distribución espacial mediante la metodología de interpolación Multilevel b-spline interpolation utilizando el Sistema de Información Geográfico de software libre, QGIS. A partir de estos resultados se realizó un análisis de fuentes de acuerdo con antecedentes bibliográficos y conforme a la distribución de las concentraciones de las variables analizadas, según criterios geográficos y clima. Los resultados principales indican que tanto los parámetros fisicoquímicos, como las concentraciones elementales e indicadores de contaminantes (Igeo y mCd) son consistentes con una mayor intervención antrópica referida al año 2020. La CE de las muestras 2020 fue considerablemente mayor que las correspondientes al año 2021, lo que posiblemente pudo estar asociado a la utilización de gas lacrimógeno en el contexto de Estallido Social, dado que éstos se encuentran compuestos por una serie de sales que contribuirían a un incremento de la CE. De acuerdo con las líneas base elaboradas y analizadas, es posible concluir que en prácticamente el 100% de los elementos analizados se observó una disminución, en mayor o menor medida el año 2021. Las variaciones observadas de los elementos potencialmente dañinos (PHEs) desde el año 2020 al 2021 fueron principalmente disminuciones; 65,4%, 5,8%, 41,9%, 12,9%, 25,7%, 49%, 26,6% para As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn, respectivamente. De acuerdo con la comparación de las concentraciones obtenidas para los PHEs correspondientes a los años 2020 y 2021, se concluye que el 100% de los elementos sobrepasa por lo menos alguno de los parámetros descritos por las normas canadiense y holandesa, referidos al uso de suelo o al estado del suelo, asociados a una condición sostenible del suelo y a una en donde las propiedades funcionales del suelo para humanos, plantas y animales se encontrarían seriamente deterioradas

The present study of Environmental Geochemistry of Urban Soils was carried out in four communes in the center of the Metropolitan Region: Providencia, Ñuñoa, Recoleta and Santiago Centro. A total of 90 samples were collected in the months of January-February 2020 and November-December 2021 in order to chemically characterize the soils, establish a comparison between the two study years and thus assess the impact of contamination from the various sources associated with the events that occurred between October-December 2019 and other pre-existing sources. The total number of elements analyzed and validated were 23 (Al, As, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Gd, La, Mg, Mn, Nd, Ni, Pb, Pr, Sc, Sm, Y, Yb and Zn), which were measured by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) at the Chilean Nuclear Energy Commission. The methodology applied consisted of sample collection, determination of the physicochemical parameters pH and electrical conductivity (EC), quantification of the elements by ICP-MS (after acid digestion), which allowed the development of a baseline that considered the following stages: i) statistical treatment (data validation, construction of box-plots identifying "outliers" samples and determination of background) and ii) spatial distribution by means of the Multilevel b-spline interpolation methodology using the free software Geographic Information System, QGIS. Based on these results, a source analysis was carried out according to bibliographic background and according to the distribution of the concentrations of the variables analyzed, according to geographic and climatic criteria. The main results indicate that both the physical-chemical parameters and the elemental concentrations and pollutant indicators (Igeo and mCd) are consistent with a greater anthropic intervention referred to the year 2020. The EC of the 2020 samples was considerably higher than those corresponding to the year 2021, which could possibly be associated with the use of tear gas in the context of Social Outbreak, since these are composed of a series of salts that would contribute to an increase in the EC. According to the baselines prepared and analyzed, it is possible to conclude that in practically 100% of the elements analyzed a decrease was observed to a greater or lesser extent in the year 2021. The observed variations of potentially harmful elements (PHEs) from 2020 to 2021 were mainly decreases; 65.4%, 5.8%, 41.9%, 12.9%, 25.7%, 49%, 26.6% for As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn, respectively. According to the comparison of the concentrations obtained for the PHEs corresponding to the years 2020 and 2021, it is concluded that 100% of the elements exceed at least one of the parameters described by the Canadian and Dutch standards, referring to land use or soil condition, associated to a sustainable soil condition and one in which the functional properties of the soil for humans, plants and animals would be seriously deteriorated