Un equipo de investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales ha analizado en minas abandonadas cómo el arsénico, el plomo, el zinc o el cobre, que tienden a quedar retenidos y estables al asociarse con el óxido de hierro, acaban siendo transportados, por lo que pueden contaminar zonas alejadas de los focos de emisión de contaminantes. La unión de estos componentes al óxido de hierro y de este a la arcilla hace que estos elementos químicos se movilicen fácilmente. De este modo, es difícil saber dónde pueden terminar estas sustancias químicas peligrosas.
Cuando una mina deja de estar activa, en el área circundante quedan residuos mineros que contienen componentes potencialmente peligrosos para los seres humanos: arsénico, plomo, cobre, etc. La dispersión de estos elementos puede evitarse gracias a los óxidos de hierro que los captan. Una vez adsorbidos, además disminuye su biodisponibilidad y, a menos que cambien mucho las condiciones geoquímicas, no representan un peligro.
“Lo que constatamos con nuestros primeros análisis fue que el arsénico estaba presente en el lugar donde se almacenan los residuos, pero, pese a que las condiciones geoquímicas favorecen su retención en el óxido de hierro, también lo encontramos a más de un kilómetro de distancia, siguiendo un curso de agua estacional. ¿Cómo es posible que un componente como el arsénico se mueva si está unido a los óxidos de hierro? ¿No debería quedarse pegado a él?”, se preguntaba el investigador del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), Fernando Garrido.
El equipo de investigación ha descubierto en este estudio, publicado en Chemosphere, que no es el óxido de hierro el que es transportado, sino que este se asocia con coloides (partículas nanométricas) de arcilla que son transportadas en suspensión por el agua.
“Esta triple unión que hemos caracterizado consigue que el óxido de hierro sea más estable y retenga mejor componentes potencialmente tóxicos, pero también aumenta su capacidad para esparcirse en la naturaleza”, explica Garrido. “El problema es que no sabemos dónde pueden acabar estos compuestos que viajan en el agua”, continúa.
Radiaciones sincrotrón y campos gravitacionales
Los investigadores han trabajado con un protocolo propio de extracción de coloides que les permite estudiarlos desde distintas técnicas analíticas que pasan por la separación de partículas en suspensión mediante la aplicación de un campo de fuerza cruzado (asimétrico) –que permite ordenar y separar por su tamaño las partículas en suspensión que hay en un líquido- y el uso de la radiación de alta intensidad generada en aceleradores de electrones.
Esta combinación de técnicas analíticas les permite estudiar aspectos físicos y químicos del comportamiento de las nanopartículas en procesos de contaminación del medio ambiente. Este grupo de trabajo es uno de los pocos que ha venido aplicando técnicas relacionadas con la aceleración de partículas en instalaciones sincrotrón al estudio de muestras ambientales desde hace una década.
Referencia bibliográfica:
M.A. Gomez-Gonzalez, M. Villalobos, J.F. Marco, J. Garcia-Guinea, E. Bolea, F. Laborda y F. Garrido (2018) "Iron oxide - clay composite vectors on long-distance transport of arsenic and toxic metals in mining-affected areas". Chemosphere. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.01.100
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