Catálogo de Proyectos de Investigación SIIP

Base de datos de Proyectos de Investigación de la Universidad Nacional de Cuyo

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Unidad académica Ingeniería

Influencia del pH en la movilización de metales pesados

Influence of pH on the mobilization of heavy metals

Código B028-T1 Tipo: PROYECTO SIIP TIPO 1 BIENAL 2022 Convocatoria 2022 Resolucion Res. 3032/22-R

El estudio de la contaminación por metales pesados de los sedimentos del Dique Potrerillos tiene un interés particular, ya que el agua que contiene esta presa es aprovechada para el abastecimiento de las principales plantas potabilizadoras del Gran Mendoza.Los metales pesados son de los componentes potencialmente más tóxicos incorporados al ciclo hidrológico, ya sea por aporte litogénico o geoquímico a partir de la acción de la erosión y lluvias sobre los minerales, u originados por la actividad industrial. La importancia del análisis de estos metales en los cuerpos de agua, se debe a su elevada toxicidad, alta persistencia y rápida acumulación por los organismos vivos.Los contaminantes en suelos y sedimentos se pueden hallar en seis formas diferentes. Para cada caso el comportamiento del contaminante es distinto. La movilidad de un metal depende no sólo de su especiación química, los parámetros geoedáficos y la modificación de ciertos parámetros medioambientales, como el pH, llegan a ser esenciales para valorar la sensibilidad de los suelos a la agresión de los contaminantes.Es por esto que este trabajo tiene como principales objetivos, estudiar la relación entre variaciones de pH en el ecosistema y la movilización de metales desde sedimento a la columna de agua, y relacionar las características geomorfológicas del suelo con la migración de metales ante variaciones de pH.La metodología propuesta para llevar a cabo este proyecto consiste en realizar un detallado estudio bibliográfico, científico y técnico, relacionado con influencia de la acidez respecto a la movilización de metales, biodisponibilidad, remoción de metales del sedimento y afectación de la cadena trófica. Elegir la zona de estudio en el área del Dique Potrerillos, y diseñar el muestreo de manera de obtener muestras representativas de agua y sedimento. Realizar una caracterización fisicoquímica de las muestras de agua y sedimento tomadas, y con ellas llevar a cabo un ensayo piloto a escala laboratorio donde sea posible el estudio de la movilización de metales pesados dentro de las fases del sedimento (a través del método de Tessier), y hacia la columna de agua por modificaciones de pH en el medio.Entender los efectos de una disolución reductiva sobre los sustratos adsorbentes y la consecuente disolución de los contaminantes adsorbidos, es importante en la mitigación de efectos a la salud y para tomar decisiones sobre tratamientos del agua.

Palabra claves: sedimentos, movilización de metales pesados, parámetros medioambientales

The study of heavy metal contamination in the sediments of the Potrerillos Dam has particular interest, since the water contained in this dam is used to supply the main water treatment plants in Gran Mendoza.Heavy metals are one of the potentially more toxic components incorporated into the hydrological cycle, either by lithogenic or geochemical contribution from the action of erosion and rain on minerals, or caused by industrial activity. The importance of analyzing these metals in water bodies is due to their high toxicity, high persistence and rapid accumulation by living organisms.Contaminants in soils and sediments can be found in six different forms. For each case the behavior of the contaminant is different. The mobility of a metal depends not only on its chemical speciation, the geoedaphic parameters and the modification of certain environmental parameters, such as pH, become essential to assess the sensitivity of soils to the aggression of pollutants.That is why this work has as main objectives, to study the relationship between pH variations in the ecosystem and the mobilization of metals from sediment to the water column, and to relate the geomorphological characteristics of the soil with the migration of metals in response to pH variations.The proposed methodology to perform this project consists of carrying out a detailed bibliographic, scientific and technical study, related to the influence of acidity regarding the mobilization of metals, bioavailability, removal of metals from the sediment and affectation of the trophic chain. Choose the study zone in the area of the Potrerillos Dam, and design the sampling in order to obtain representative samples of water and sediment. Run a physicochemical characterization of the water and sediment samples taken, and with them, perform a pilot test on a laboratory scale where it is possible to study the mobilization of heavy metals within the sediment phases (through the Tessier method) , and towards the water column due to pH changes in the medium.Understanding the effects of reductive dissolution on adsorbent substrates and the consequent dissolution of adsorbed contaminants is important in mitigating health effects and making decisions about water treatment.

Keywords: sediments, mobilization of heavy metals, environmental parameters

Integrantes

PEREZ, FERNANDO NICOLAS (Prof técnico)

CORNEJO, EDUARDO AGUSTÍN (Prof técnico)

QUIROGA, MARÍA CRISTINA (Director)

SEBÖK MARTÍN, ALEJANDRA (Codirector)

QUIROGA, AGUSTINA FLORENCIA (Prof técnico)

AGUILAR, NAOMI (Estudiante de Grado)

Estudio del acuífero del Valle de Uspallata. Etapa III: Balance de masa y dinámica general de las playas.

Study of the Uspallata Valley aquifer. Stage III: Balance of mass and general dynamics of the playa-lakes

Código 06/B034-T1 Tipo: PROYECTO SIIP TIPO 1 BIENAL 2022 Convocatoria 2022 Resolucion Res. 3713/22-R

La investigación científica propuesta se enmarca dentro de los alcances del Proyecto internacional INT 5-156: Building Capacity and Generating Evidence for Climate Change Impacts on Soil, Sediments and Water Resources in Mountains Regions que es otorgado por la Organización Internacional de Energía Atómica a la Comisión Nacional de Energía Atómica (Área de Gestión Ambiental), la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Cuyo, el Instituto Nacional del Agua, Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales y otras Instituciones del ámbito regional. Tiene como objetivo principal la aplicación de técnicas específicas que ayuden a identificar e interpretar posibles indicadores de cambios climático rápidos en el sistema terrestre (ej. suelo, sedimentos, recursos hídricos) del valle de Uspallata.El trabajo a desarrollar durante la presente investigación pretende contribuir a una evaluación de la sustentabilidad del uso del recurso hídrico subterráneo para el sector productivo, continuando y mejorando el modelo conceptual obtenido durante el bienio 2016-2018. En esta ocasión mejorando el análisis del balance hídrico de la Cuenca de Uspallata y estudiando las características generales y la dinámica de las playas desarrolladas en la porción Norte de la cuenca hidrológica.

Palabra claves: Acuífero Uspallata, Playas, Balance Hídrico

TThe proposed scientific research is part of the scope of the international Project INT 5-156: Building Capacity and Generating Evidence for Climate Change Impacts on Soil, Sediments and Water Resources in Mountains Regions, which is granted by the International Atomic Energy Organization to the Commission National Institute of Atomic Energy (Environmental Management Area), the Faculty of Engineering of the National University of Cuyo, the National Water Institute, the Argentine Institute of Nivology, Glaciology and Environmental Sciences and other regional institutions. Its main objective is the application of specific techniques that can help identify and interpret possible indicators of rapid climate changes in the earth system (e.g. soil, sediments, water resources) of the Uspallata Valley. The work to be developed during this research aims to contribute to an evaluation of the sustainability of the use of groundwater resources for the productive sector, continuing and improving the conceptual model obtained during the 2016-2018 biennium. On this occasion, improving the analysis of the water balance of the Uspallata Basin and studying the general characteristics and dynamics of the playa-lakes developed on the northern portion of the hydrological basin.

Keywords: Uspallata Aquifer, playa-leak, Hydric Balance

Integrantes

MINGORANCE, FRANCISCO ANTONIO (Codirector)

SILVA, ALEJANDRA BEATRIZ (Tesista de Posgrado)

QUIROGA, MARÍA CRISTINA (Investigador)

IBAÑEZ, SANDRA PATRICIA (Director)

SALVI, NATALIA BELÉN (Investigador)

SEBÖK MARTÍN, ALEJANDRA (Investigador)

OPTIMIZACIÓN DEL MÉTODO DE ESPECIACIÓN QUÍMICA PARA LA DETERMINACIÓN DE METALES PESADOS EN SEDIMENTOS

OPTIMIZATION OF CHEMICAL SPECIATION METHOD FOR DETERMINATION OF HEAVY METALS IN SEDIMENTS

Código B052 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016 Resolucion

La determinación de metales pesados por el método de Especiación química en sedimentos es muy importante para controlar la calidad del agua.En proyectos anteriores se ha centralizado la investigación en el seguimiento de parámetros físico-químicos relacionados con la calidad del agua; en la actualidad es nuestra meta desarrollar el método para caracterizar los metales pesados que contaminan los sedimentos pasan luego al agua y de allí a los seres vivos, dependiendo de su biodisponibilidad. El pasaje de los metales al agua depende de la fracción a la cual se encuentra unido el metal. Las metodologías de extracción química secuencial se aplican en geología con el objeto de determinar la especiación de los metales traza en suelos, sedimentos o rocas, información que no se puede conseguir a partir de un análisis químico convencional sobre muestra total.Las fracciones de metales pesados que comúnmente se suelen diferenciar en los sólidos mediante este tipo de metodologías son: 1-Metal en forma de iones intercambiables2-Metal asociada a carbonatos3-Metal asociada a óxidos hierro manganeso4-Metal asociada a materia orgánica 5- Fracción residual o litogénica Los distintos protocolos existentes para la técnica de extracción secuencial difieren en los reactivos empleados y también en las condiciones experimentales, todo ello dependiendo de los objetivos concretos del estudio a realizar.Los protocolos de extracción secuencial poseen, en conjunto, una serie de problemas metodológicos de cierta envergadura y que han sido abordados por distintos autores, pudiendo destacar entre ellos la selectividad de los reactivos empleados, la propia definición operativa de estos métodos, la redistribución elemental, la escasez de materiales sólidos de referencia y por esto, la dificultad de validación de los distintos métodos. A pesar de todos estos inconvenientes metodológicos, los procedimientos de especiación constituyen en la actualidad la mejor aproximación para describir la asociación geoquímica de los metales pesados en las distintas fracciones sólidas.Otra técnica de caracterización de sedimentos es a través de la medición de las concentraciones de Radón 222. Actualmente formamos parte de un Proyecto de Investigación Internacional denominado ARG7008 USO DE TECNICAS ISOTÓPICAS PARA LA MEJORA DE LA GESTIÓN DEL RECURSO HIDRICO SUBTERRÁNEO. Por lo que la asociación de ambos proyectos nos permitirá recoger datos isotópicos para generar una base de datos para futuros controles.

Palabra claves: ESPECIACIÓN, METALES PESADOS, SEDIMENTOS

The determination of heavy metals by the method of chemical speciation in sediments is very important for the control of water quality.Research has been centralized in monitoring physical and chemical parameters related to water quality in previous projects; today is our goal to develop a method to characterize the heavy metals that contaminate water sediments and then go from there to living beings, depending on their bioavailability.The passage of metals to water depends on the fraction to which is attached the metal. Methodologies of sequential chemical extraction are applied in geology in order to determine the speciation of trace metals in soils, sediments or rocks, information that can not be achieved from a conventional chemical analysis of a total sample.Fractions of heavy metals that are usually differentiated in sediments using this type of methodology are:1-Metal shaped exchangeable ions2-Metal carbonates associated3-Metal manganese iron oxides associated4-Metal associated with organic matter5- residual fraction or lithogenicThe various existing protocols for sequential extraction technique differ in the reagents used and also on the experimental conditions, all depending on the specific objectives of the study to be performed.Protocols sequential extraction have, overall, a number of methodological problems of a certain size and have been approached by different authors, can highlight including selectivity of the reagents used, the operational definition of these methods itself, the elemental redistribution , shortage of solid reference materials and therefore, the difficulty of validating the different methods. Despite all these methodological drawbacks, speciation are currently the best approximation to describe the geochemical association of heavy metals in different sediments.Another sediment characterization technique is through the measurement of radon 222 concentrations . Presently we are part of an international research project called ARG7008 ISOTOPE TECHNIQUES TO IMPROVEMENT THE USE OF UNDERGROUND WATER RESOURCES MANAGEMENT . So the association of both projects will allow us to collect isotopic data to generate a database for future controls.

Keywords: SPECIATION, HEAVY METALS, SEDIMENTS

Integrantes

Quiroga, María Cristina (Director)

Ribó Bastian, Eduardo (Codirector)

Osimani, Javier Alfredo (Alumno)

De Paola, María Matilde (Alumno)

Cappa, Andrea Isabel (Alumno)