Efecto de la materia orgánica disuelta de enmienda de origen animal (guano de ave) sobre la movilidad de PCB en suelos

Abstract

Los bifenilos policlorados (PCB) son compuestos altamente tóxicos, persistentes y tienden a bioacumularse en el medio ambiente, los cuales pueden interaccionar y retenerse con el carbón orgánico presente en distintas matrices medioambientales. El carbón orgánico puede provenir de distintas fuentes tanto naturales como antrópicas, y a su vez pueden clasificarse tanto en una insoluble en aguas y otra de menor proporción soluble en agua denominada materia orgánica soluble o materia orgánica disuelta (MOD). Los PCB pueden interaccionar con MOD presente en las aguas y proveniente de suelos mediante interacciones fisicoquímicas, permitiendo la movilidad de estos compuestos altamente tóxicos en aguas superficiales como subterráneas y llegar a distintas matrices. Este trabajo tenía como objetivo evaluar la movilidad de estos compuestos a través del perfil de suelo, utilizando suelos enriquecidos con PCB los cuales se lixiviaron con MOD proveniente de enmienda de aves de corral. Para esto se realizó la caracterización fisicoquímica de los suelos de la localidad de Cerrillos, Curacaví Región Metropolitana, una caracterización fisicoquímica de la MOD proveniente de enmienda de ave de corral y se ideó una metodología para la determinación de 15 PCB [8, 18, 28, 31, 44, 52, 70, 101, 105, 138, 151, 153, 180, 194, 195] mediante GC- μECD empleando una purificación con SPE, tratando de emular las condiciones de lixiviación de estos compuestos en el perfil de suelo empleando distintas concentraciones de PCB. Los resultados indicaron que los suelos tienen un pH en H2O 5,61 ± 0,01, textura franco-arenosa y un 2% en promedio de materia orgánica en base seca, la caracterización fisicoquímica de MOD proveniente de aviario arrojó resultados de 8,72 mgC/L y un valor de absorbancia UV específica (SUVA) de 1,186 cm/M indicando que la MOD es predominantemente hidrofílica. Se logró validar la metodología de cuantificación de los PCB en solvente obteniéndose un rango lineal de trabajo entre 0,11 y 26,12 μg/L de PCB con una buena correlación, obteniéndose valores de R2 entre 0,9998 y 0,9804, con una precisión expresada como desviación estándar relativa menor a 1,81%. Se logró realizar el experimento de movilidad, donde se concluyó que MOD no es capaz de movilizar PCB a través del perfil de suelo. Esto puede deberse a distintos factores tales como que las condiciones fisicoquímicas en las cuales se llevó el experimento no eran las adecuadas para que se produjera la interacción entre los PCB y la MOD; la interacción fisicoquímica entre los componente de nuestros suelos estudiados y los PCB era mucho mayor a la interacción entre los componentes de la MOD y PCB, lo que no permitía la extracción, o bien el carácter hidrofílico de la MOD obtenida favorecía las interacciones iónicas, no permitiendo la lixiviación de los compuestos, llegando a esta conclusión al comparar los resultados obtenidos con trabajos anteriores como el de Varela, 2014 o Sim y col., 2022; Stubleski y col., 2018, donde se logró extraer y cuantificar los congéneres 105, 138, 153, 180 con hasta un 50% de recuperación.

Polychlorinated biphenyls (PCB) are highly toxic, persistent, and tend to bioaccumulate on the environment, which could interact and retain on the organic carbon present on different environmental systems. Organic Carbon can proceed from natural, as well as anthropogenic sources, and it can be classified as insoluble, and soluble in a lesser fraction as well, this little fraction is called dissolved organic matter (DOM). PCB can interact with the organic matter present in superficial waters and soils through physicochemical interactions, allowing the mobility of these highly toxic compounds on superficial waters and groundwaters. This work aimed the evaluation of the mobility of these compounds through different soil profiles, using fortified PCB soils which were lixiviated with poultry manure DOM. For this, a physicochemical characterization of Cerrillos, Curacaví, Región Metropolitana soils, a physicochemical characterization of poultry manure DOM and an analytical methodology for determination of 15 PCB congeners [8, 18, 28, 31, 44, 52, 70, 101, 105, 138, 151, 153, 180, 194, 195] through GC-uECD and a SPE purification, trying to emulate the lixiviation conditions of these compounds on the soil profile at different concentrations of PCB were made. Results shows us that the soils have an H2O pH of 5,61 ± 0,01, sandy loam texture and a 2% of organic carbon, the poultry manure DOM characterization showed us that has a concentration of organic carbon of 8,72 mgC/L and an specific UV absorbance (SUVA) of 1,186 cm/M telling us that DOM has an hydrophilic nature. The methodology on solvent for determination o PCB was validated, getting a linear range between 0,11 and 26,12 ug/L of PCB congeners with a good correlation, getting R2 0,9998 y 0,9804 values and a precision presented as a relative standard deviation as 1,81% values. The mobility experiment through different soils profiles was done, where it was concluded that DOM isn’t capable of mobilize PCB. This could be due different factors, such as the physicochemical conditions weren’t adequate to perform interaction of PCB and DOM; the phisycochemical interaction between the components of our soils and PCB were stronger than the interaction between poultry manure DOM and PCB, which couldn’t allow the interaction, or the hydrophilic behavior of our DOM favored ionic interactions over nonionic, not allowing the lixiviation of the compounds, getting this conclusion by comparing the results with previous works like Varela, 2014 or Sim y col., 2022; Stubleski y col., 2018, where they achieved extraction and recuperation of 105, 138, 153, 180 congeners up to a 50% of recuperation.