Análisis geoquímico y geoestadístico de la concentración elemental en los suelos de las comunas de Quintero y Puchuncaví

Abstract

La zona de Quintero y Puchuncaví tiene una larga historia de contaminación asociada a la presencia del Complejo Industrial Ventanas dentro de estas comunas. La concentración de elementos traza y metales pesados en muestras de suelo usualmente es utilizada para evaluar contaminación. En esta investigación se pretende identificar las componentes natural y antrópica de los suelos de la zona mediante el análisis geoquímico y geoestadístico de las muestras obtenidas. Se tomaron muestras en la capa superficial del suelo (0-15 cm) para evaluar contaminación en zonas rurales y en zonas con poblados. También se tomaron muestras de carácter agrológico fuera del área de estudio en 3 profundidades distintas (0-15 cm, 15-30 cm y 30-45 cm) y muestras geológicas con el fin de determinar el valor del fondo geoquímico natural de la zona. La composición química de las muestras fue estudiada mediante digestión ácida seguida de análisis con ICP-MS, mientras que la composición mineralógica fue estudiada por difracción de rayos X. Posteriormente, se realizó un análisis estadístico de los datos. Por un lado, se analizaron los métodos: promedio al 95% de confianza, MAD, TIF y percentil 95 para determinar el fondo geoquímico natural de las muestras agrológicas y geológicas y por otro lado, se realizó análisis de componentes principales para las muestras no urbanas y agrológicas. De manera análoga, los datos se normalizaron mediante el cálculo de un factor de enriquecimiento tomando como elemento conservativo al Sc, siendo estos datos interpolados espacialmente por medio de kriging ordinario.

Los principales resultados obtenidos exhiben un enriquecimiento significativo de Cu, Bi, As, Pb, Cd y Mo con una distribución espacial cercana al Complejo Industrial Ventanas y en los poblados de Ventanas, Quintero, Loncura y Puchuncaví. Estos elementos también se agrupan según el análisis de componentes principales en las muestras enriquecidas, es decir, se puede deducir que provienen de la misma fuente. Se observó otro grupo compuesto por V, Fe, Zn, Mn, Cr, Co, Mg, Ca, Na y Sc los que se asocian a la huella geoquímica de la componente natural de los suelos. Éstos poseen un enriquecimiento moderado a mínimo en la mayoría de los elementos, a excepción del Zn, Na, V y Fe para zonas específicas, no pudiendo descartar por completo que estos últimos elementos puedan provenir en parte de fuentes antropogénicas. Es importante señalar que, a pesar de que el agrupamiento de Cu, Bi, As, Pb, Cd y Mo claramente marca un origen antrópico relacionado a la fundición de cobre, y aunque los suelos de la zona están enriquecidos y contaminados por estos elementos, esto no es suficiente motivo para que se tomen medidas de prevención y remediación, debido a que Chile carece de normativa legal que entregue umbrales de concentración máximos permisibles que regule la calidad de los suelos.