Identificación de fuentes de contaminación antropogénicas en polvos urbanos del área metropolitana de Monterrey mediante la determinación de metales pesados y relaciones isotópicas de plomo.

Salinas García, Melissa Lizeth (2017) Identificación de fuentes de contaminación antropogénicas en polvos urbanos del área metropolitana de Monterrey mediante la determinación de metales pesados y relaciones isotópicas de plomo. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Propósito y método de estudio: El presente estudio tuvo como propósito el determinar las concentraciones de metales pesados (Zn, Pb, Cu, Cr, Ni, Mn, V y Cd), así como medir las relaciones isotópicas de plomo (207Pb/206Pb, 208Pb/204Pb, 206Pb/204Pb y 208Pb/207Pb) en polvos urbanos del Área Metropolitana de Monterrey (AMM) para identificar las fuentes antropogénicas de emisión de estos contaminantes. Se recolectaron veinticinco muestras de polvo urbano mediante el tipo de muestreo sistemático tipo rejilla polar dentro de la ciudad de Monterrey, así como seis muestras representativas en los municipios restantes que conforman el AMM (Guadalupe, San Pedro Garza García, Escobedo, Apodaca, Santa Catarina y García) y cuatro muestras fuera del AMM utilizadas como referencia (Cadereyta-Doctor González, Santiago, Grutas de García y Sabinas Hidalgo) durante el período de Julio-Agosto de 2015. Las muestras fueron digeridas siguiendo la metodología de la EPA 3052 modificado, se determinó la concentración de dichos metales mediante las técnicas de AAS e ICP-MS. En cuanto a las relaciones isotópicas de plomo se evaluaron las condiciones instrumentales en el ICP-MS, se realizaron las correcciones del tiempo muerto, interferencias espectrales y la discriminación de masas, que determinaron la precisión y exactitud en la medición de los isotópos de Pb, para la verificación se ustilizó un estándar interno (Talio) y un material de referencia certificado para isotópos de Pb (NIST SRM 981). Se realizaron las mediciones de las relaciones isotópicas de plomo de las 35 muestras de polvo urbano previamente digeridas. Contribuciones y conclusiones: Se obtuvieron límites de detección en un rango de 1.6x10-7-0.233 mg/kg en las curvas de calibración de los metales pesados de estudio (Zn, Pb, Cu, Cr, Ni, Mn, V y Cd). En la verificación del método analítico se evaluó la exactitud con el material de referencia certificado para suelo franco arenoso (CRM027-050), donde la concentración obtenida para cada metal pesado se encontró dentro del valor certificado a un nivel de confianza del 95% y n = 3. Los metales pesados que contribuyeron principalmente a la contaminación antropogénica por polvos urbanos en el AMM según los parámetros utilizados para la evaluación de contaminación (índice de geoacumulación y factor de contaminación) fueron el Zn (con rango de concentración de 343.5 a 4472.7 mg/kg) y Cu (se obtuvieron rangos de concentración de 61.8 a 233.1 mg/kg). Más del 90% de las muestras superaron los límites permisibles para suelo agrícola/residencial/comercial según la normativa canadiense (CCME), por lo que se concluye que existe contaminación antropogénica importante por ambos metales en el AMM. Según el coeficiente de correlación de Pearson y las herramientas estadísticas multivariantes utilizadas (PCA y HCA) las fuentes de contaminación antropogénicas por metales pesados en polvos urbanos pudieran estar relacionadas a fuentes de contaminación mixtas (corrosión de partes de automóviles y a las emisiones industriales relacionadas a la industria acerera) y al uso de Pb como aditivo en la gasolina en el pasado. En cuanto a la medición de las relaciones isotópicas de plomo en las muestras de polvo urbano, se aplicaron las correcciones correspondientes (interferencias espectrales con 204Hg, discriminación de masas y corrección del tiempo muerto) a las intensidades obtenidas para cada una de las muestras de polvo urbano, en el que también cabe destacar que se obtuvo una buena precisión en las mediciones (R.S.D. menor al 0.3%). Los rangos de las relaciones isotópicas obtenidas fueron: 207Pb/206Pb: 1.136-1.209, 208Pb/204Pb: 38.665-39.974, 206Pb/204Pb:17.951-18.991 y 208Pb/207Pb: 2.417-2.479. Los resultados indicaron que las fuentes de contaminación antropogénica por Pb son debidas a contaminación por origen natural (muestras de un rango de concentración de 0.1-21.8 mg/kg), origen mixto (muestras de un rango de concentración de 55.4-199.3 mg/kg) y origen debido al uso de la gasolina en el pasado (muestras de un rango de concentración >200 mg/kg).

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