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Seguimiento de metales pesados en aguas superficiales

Las actividades humanas han modificado profusamente los ciclos biogeoquímicos de los elementos traza metálicos (MTE), incrementando su flujo hacia y entre los ecosistemas acuáticos superficiales. Nuevos datos de isótopos han favorecido el desarrollo de mejores modelos sobre las fuentes, la transferencia y la reactividad de los MTE en sistemas dinámicos y multifuente, necesarios para el desarrollo de estrategias de control de emisiones de elementos específicos con el fin de hacer frente al origen y a las consecuencias de la contaminación por metales pesados.
Seguimiento de metales pesados en aguas superficiales
La cuenca y el estuario de la Gironda (Francia) han servido como caso de prueba para el proyecto financiado por la Unión Europea ISOGIRE. El equipo de investigación estudió isótopos estables pesados de cobre (Cu), zinc (Zn) y plata (Ag) no solo con el objetivo de obtener una mejor comprensión acerca de su reactividad biogeoquímica, fuentes y evolución a lo largo del tiempo en este sistema estuario y fluvial afectado por la producción intensiva de vino y la urbanización, sino también con el fin de evaluar la capacidad de este ecosistema para recuperarse de la contaminación originada por las actividades de refinado de metales del pasado. El análisis de los isótopos de Ag era de interés ya que existen muy pocos estudios isotópicos sobre este elemento; sin embargo, estos podrían ser útiles para hacer frente al aumento de isótopos de Ag en las aguas superficiales y en los organismos. Este fenómeno podría estar relacionado con un mayor uso de nanopartículas de Ag en bienes de consumo, lo que convierte la Ag en un contaminante en auge.

Los resultados del proyecto ISOGIRE revelaron que las señales transitorias de los isótopos de Cu en las aguas que llegan al estuario están relacionadas con una mayor presencia en disolución de isótopos pesados de Cu y con la adsorción preferente de isótopos ligeros de Cu por parte del fitoplancton, así como con la posible incorporación de firmas isotópicas de Cu procedente de actividades antrópicas. El proceso de mineralización de la materia orgánica en el estuario conduce a una incorporación continua de isótopos de Cu en disolución, caracterizada por la liberación de isótopos pesados siguiendo un proceso de Rayleigh. A diferencia del Cu, el Zn presentó una mayor tasa de adsorción por parte las partículas de la zona de máxima turbidez del estuario, proceso caracterizado por una mayor presencia de isótopos pesados de Zn en disolución. Por tanto, la adsorción o sustracción de Zn en partículas podría ser la principal causa de la composición isotópica del Zn disuelto a escala global, debido a que se observa la misma tendencia en datos de ríos de todo el mundo.

El análisis de la huella isotópica de diferentes metales pesados en ostras de la desembocadura del estuario proporcionó nuevas limitaciones para su empleo en estudios de biomonitorización. En concreto, la estabilidad de las firmas isotópicas de la Ag, el Cu y el Zn a lo largo de un periodo de más de treinta años sugiere que la reactividad biogeoquímica estuarina, y no la evolución temporal de las fuentes ambientales en la cuenca de la Gironda, es la explicación más plausible de la composiciones isotópicas de los metales bioacumulados en las ostras.

En último lugar, los investigadores del proyecto fueron capaces de discriminar entre fuentes naturales y antrópicas de Cu y de Zn en función de las firmas isotópicas de estos metales en la cuenca y descubrieron reactividades biogeoquímicas y mecanismos de fraccionamiento isotópico diferentes entre las aguas del estuario y de la cuenca. Sin embargo, estos también señalaron el uso limitado de los isótopos de Ag para seguir nanopartículas de Ag en el medio ambiente, a no ser que se incentive a la industria para marcar nanopartículas con uno de los isótopos pesados o ligeros de Ag.

Los nuevos datos isotópicos sobre la Ag, el Cu y el Zn han permitido el desarrollo de nuevos modelos que ayudan a interpretar las variaciones geoquímicas e isotópicas en ríos y estuarios y en la fauna y flora local. Estos modelos favorecerán no solo una mejor evaluación de la contaminación de las costas, sino también políticas más eficaces para reducir la contaminación y los riesgos para el medio ambiente y la salud pública.

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Palabras clave

Elementos traza metálicos, estuario, isótopos estables pesados, fitoplancton, materia particulada
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