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UNIVERSIDAD DE LA SIERRA JUÁREZ

“DETERMINACIÓN DE METALES PESADOS EN SUELOS DE NATIVIDAD, IXTLÁN DE JUÁREZ OAXACA.”

TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

LICENCIADA EN CIENCIAS AMBIENTALES

PRESENTA: ADELA HERNÁNDEZ HERNÁNDEZ

DIRECTOR DE TESIS:

M.C. ELIZABETH GONZÁLEZ TERREROS

Ixtlán de Juárez, Oaxaca Junio de 2011

“La ciencia es como la tierra, sólo se puede poseer un poco de ella”.

Voltaire (1694-1778)

D E D I C A T O R I A

A Dios que me dio la oportunidad de vivir.

A mi padre Tomas Hernández Martínez, aunque ya no se encuentra conmigo fue una

pieza importante para lograr este sueño, y sé que en los momentos más difíciles de mi

vida siempre estuvo conmigo.

A mi madre Catalina Hernández Pérez, por su amor, confianza Y por hacer de mí una

mejor persona cada día. Gracias por estar conmigo siempre.

A mi hermana Mary por su cariño y apoyo en el cuidado de mí madre en el tiempo que

estuve fuera de mi casa.

A mi sobrina Xochitl por su cariño y compañía. Por dedicarle tiempo a mi mamá y

gracias por no dejarla sola.

A mis tíos Lucía Luna García y Dr. Vicente Hernández Morales por su cariño, apoyo

brindado en mi estancia en su hogar y por brindarme los recursos necesarios para poder

concluir una etapa más de mi vida. Muchas gracias y que Dios los bendiga.

A mis sobrinos Dioselin Guadalupe, Carlos Alberto y Diego Vicente, con quienes pase

los mejores momentos de mi vida, a quienes agradezco con todo mi corazón el haberme

permitido formar parte de su familia.

Gracias a todos aquellos que confiaron en mí y que me dieron palabras de aliento para

salir adelante.

A G R A D E C I M I E N T O S

A la Universidad de la Sierra Juárez (UNSIJ) por la oportunidad brindada para

poder concluir con una etapa más de mi formación académica.

A los maestros de la Universidad de la Sierra Juárez que les debo gran parte de mis

conocimientos y que fueron parte de mi formación académica.

Al Presidente Municipal 2010 de Natividad, Ixtlán de Juárez por su autorización y

apoyo en la realización de este trabajo de investigación.

A mis compañeros de generación por su apoyo y amistad en los cinco años, en donde

compartimos buenos y malos momentos, apoyándonos los unos a los otros.

A mí directora de tesis la M.C. Elizabeth González Terreros a quien le agradezco

sinceramente por su tiempo, dedicación, apoyo en la realización de la tesis.

Al Dr. Alejandro Ponce Mendoza por su apoyo en el segundo muestreo de suelos de

Natividad, Ixtlán de Juárez, por el tiempo dedicado y las sugerencias en el proceso de

análisis de las muestras.

A la M.C. Mariana Márquez Reyes por su compañía y apoyo en el primer muestreo de

suelos de Natividad, Ixtlán de Juárez.

Al Dr. Jaime López Luna por su apoyo y su valiosa sugerencia en la elaboración del

documento final de la tesis.

A la M.C. María del Rocío Gutiérrez Ortíz por su tiempo, ayuda y comprensión en el

análisis de las muestras. Por sus comentarios y sugerencias en la elaboración de la tesis.

Al Dr. Leonardo Vásquez González por sus comentarios y recomendaciones.

A mi amiga Elda García Ruíz por su compañía en laboratorio y no dejarme sola

cuando más necesitaba de su apoyo, por todos aquellos momentos alegres que pasamos

juntas.

A mi amiga Oralia Beteta por su amistad y compañía en el muestreo de suelos de

Natividad Ixtlán de Juárez.

A la encargada del laboratorio Químico-Biológico de la UNSIJ, Ing. Rosario Ruíz

Aquino por su apoyo y por permitirme trabajar en el laboratorio que está a su cargo.

A la encargada del laboratorio de Análisis Ambiental de la UNSIJ, Ing. Viviana

Rodríguez por su apoyo y comentario.

A mi compañero Erick Carmona por sus recomendaciones en la generación del mapa de

muestreo.

I

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE TABLAS .............................................................................................................................. III

ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................................ IV

Resumen ............................................................................................................................................. 1

Abstract .............................................................................................................................................. 2

1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 3

1.1. EL SUELO .................................................................................................................................. 3

1.2. LA EXPLOTACIÓN DE RECURSOS NATURALES ............................................................................ 4

1.3. LA MINERÍA Y LA CONTAMINACIÓN DE SUELOS EN MÉXICO ..................................................... 5

1.4. REGIONES MINERAS EN EL ESTADO DE OAXACA ....................................................................... 6

1.5. METALES PESADOS ................................................................................................................... 9

1.6. ORIGEN DE LA CONTAMINACIÓN POR METALES PESADOS EN SUELO ..................................... 10

1.7. DINÁMICA DE LOS METALES PESADOS EN EL SUELO ............................................................... 11

1.8. BIOACUMULACIÓN Y BIOMAGNIFICACIÓN DE LOS METALES PESADOS ................................... 12

1.9. EFECTOS DE LOS METALES PESADOS A ESTUDIAR ................................................................... 12

1.10. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................................ 14

2. SITIO DE ESTUDIO ......................................................................................................................... 16

3. ANTECEDENTES ............................................................................................................................. 19

4. JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................................. 23

5. OBJETIVOS .................................................................................................................................... 24

5.1. GENERAL ................................................................................................................................ 24

5.1.2. ESPECÍFICOS ........................................................................................................................ 24

6. HIPÓTESIS ..................................................................................................................................... 24

7. METODOLOGÍA ............................................................................................................................. 25

7.1. DISEÑO EXPERIMENTAL .......................................................................................................... 25

7.2. MUESTREO ............................................................................................................................. 26

7.3. ACONDICIONAMIENTO DE MUESTRAS .................................................................................... 28

7.4. ANÁLISIS FISICO-QUÍMICOS .................................................................................................... 29

7.4.1. DETERMINACIÓN DE TEXTURA DEL SUELO ....................................................................... 29

7.4.2. DETERMINACIÓN DE pH ................................................................................................... 30

II

7.4.3. HUMEDAD ....................................................................................................................... 30

7.4.4. CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA (CRA) ..................................................................... 30

7.4.5. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA (CE) ..................................................................................... 30

7.4.6. NITRÓGENO TOTAL .......................................................................................................... 31

7.4.7. CARBONO ORGÁNICO ...................................................................................................... 31

7.4.8. CARBONO INORGÁNICO .................................................................................................. 31

7.4.9. DETERMINACIÓN DE METALES TOTALES .......................................................................... 32

7.4.10. DETERMINACIÓN DE METALES SOLUBLES ...................................................................... 32

7.5. MUESTRA FORTIFICADA ......................................................................................................... 33

7.6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO ............................................................................................................ 33

8. RESULTADOS y DISCUSIÓN ............................................................................................................ 34

8.1. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DEL SUELO DEL MUNICIPIO DE NATIVIDAD .................... 34

8.2. TEXTURA DEL SUELO .............................................................................................................. 34

8.3. pH .......................................................................................................................................... 36

8.4. HUMEDAD Y CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA (CRA) ....................................................... 38

8.5. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA .................................................................................................. 41

8.6. CARBONO ............................................................................................................................... 42

8.7. NITRÓGENO TOTAL ................................................................................................................ 46

8.8. RELACIÓN CARBONO/NITRÓGENO ......................................................................................... 47

8.9. CONTENIDO DE METALES TOTALES Y SOLUBLES ..................................................................... 48

8.9.1. CUANTIFICACIÓN DE ARSÉNICO EN LOS SUELOS DE NATIVIDAD ....................................... 52

8.9.2. CUANTIFICACIÓN DE CADMIO EN LOS SUELOS DE NATIVIDAD. ........................................ 58

8.9.3. CUANTIFICACIÓN DE CROMO EN LOS SUELOS DE NATIVIDAD. ......................................... 62

8.9.4. CUANTIFICACIÓN DE PLOMO EN LOS SUELOS DE NATIVIDAD. .......................................... 64

8.10. PORCENTAJE DE RECUPERACIÓN .......................................................................................... 68

9. CONCLUSIONES ............................................................................................................................. 69

10. RECOMENDACIONES. .................................................................................................................. 70

11. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................. 71

III

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Regiones mineras del Estado de Oaxaca y los minerales que se extraen. ..................... 8

Tabla 2. Población Económicamente Activa por Sector en el Municipio de Natividad. .......... 18

Tabla 3. Clase textural de los suelos de Natividad, Ixtlán. ........................................................ 35

Tabla 4. Criterios de valoración de un suelo con base a su pH ................................................. 37

Tabla 5. Características físico-químicas de los suelos del Municipio de Natividad ................. 39

Tabla 6. Interpretación de la conductividad eléctrica ................................................................ 42

Tabla 7. Contenido de Carbono y Nitrógeno en los suelos de Natividad .................................. 43

Tabla 8. Contenido de materia orgánica en suelos de Natividad .............................................. 44

Tabla 9. Valores de referencia para clasificar la concentración de materia orgánica en suelos

minerales y volcánicos .............................................................................................. 45

Tabla 10. Concentración de metales totales y solubles en suelos de Natividad en temporada de

secas. ......................................................................................................................... 49

Tabla 11. Concentración de metales totales y solubles en suelos de Natividad en temporada de

lluvias. ...................................................................................................................... 50

Tabla 12. Concentración Total de Referencia de As, Cd, Cr y Pb para remediación de suelos

contaminados ........................................................................................................... 56

Tabla 13. Concentración de metales y no metales (elementos traza) en suelo superficial

considerado como sitios excesivamente fitotóxicos.. ............................................. 56

Tabla 14. Concentraciones totales de Arsénico (As), Cadmio (Cd) y Plomo (Pb), utilizadas

como niveles de referencia para la identificación de suelos contaminados en

algunos países del mundo ........................................................................................ 57

IV

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Mapa de ubicación de regiones mineras del Estado de Oaxaca. .................................. 6

Figura 2. Mapa de ubicación del Municipio de Natividad, Ixtlán de Juárez, Oax .................... 17

Figura 3. Esquema general del diseño experimental. ................................................................ 25

Figura 4. Muestreo superficial y Figura 5. Muestras etiquetadas de suelo ............................... 26

Figura 6. Mapa de puntos: Ubicación de los sitios de muestreo. .............................................. 27

Figura 7. Triángulo textural USDA ........................................................................................... 29

Figura 8. Digestión para la determinación de carbono inorgánico ............................................ 32

Figura 9. Concentración de Arsénico total en suelos de Natividad en temporada de lluvias y

secas .......................................................................................................................... 52

Figura 10. Concentración de Cadmio total en suelos de Natividad en temporada de lluvias y

secas ......................................................................................................................... 58

Figura 11. Sitio 4 en época de secas y Figura 12. Sitio 4 en época de lluvias. ......................... 60

Figura 13. Concentración de Cromo total en suelos de Natividad en temporada de lluvias y

secas ......................................................................................................................... 62

Figura. 14 Concentración de Plomo total en suelos de Natividad en temporada de lluvias y

secas ......................................................................................................................... 64

DETERMINACIÓN DE METALES PESADOS EN SUELOS DE NATIVIDAD, IXTLÁN DE JUÁREZ OAXACA.

RESUMEN Página 1

Resumen

El suelo es considerado un recurso natural frágil y no renovable, debido a que resulta difícil y

costoso recuperarlo o incluso, mejorar sus propiedades después de haber sido alterado. La

minería es una de las actividades más perjudiciales y contaminantes para éste, ya que los

contaminantes pueden permanecer durante mucho tiempo. Esta permanencia a largo plazo es

especialmente grave en el caso de contaminantes inorgánicos como los metales pesados, que

no pueden ser degradados. En este estudio se cuantificó Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cromo

(Cr) y Plomo (Pb), en suelos del Municipio de Natividad, Ixtlán, Oaxaca en dos épocas

estacionales. Extrayendo estos metales del suelo por medio de una digestión ácida y

cuantificándolos mediante ICP-OES (espectrofotometría de emisión óptica de plasma

acoplado inductivamente); adicionalmente, se realizó la caracterización del suelo para

establecer la relación entre los parámetros fisicoquímicos y la concentración de los metales

analizados. En cuanto a los niveles de concentración encontrados de estos metales (mg.kg-1

suelo seco), el As y Pb fueron los únicos que superaron los niveles establecidos por la NOM-

147-SEMARNAT/SSA1-2004. En las dos épocas estacionales estudiadas se encontraron

diferencias significativas en el contenido de metales pesados, observándose mayor

concentración en la temporada de secas. Además de la cuantificación de los metales de interés,

el presente trabajo tuvo como objetivo determinar los niveles de contaminación existentes que

sirvan como base para proponer una alternativa de remediación para la recuperación del sitio.

Palabras clave: Natividad, suelo contaminado, caracterización, metales pesados,

cuantificación.


ABSTRACT Página 2

Abstract

The soil is considered a fragile and non-renewable natural resource because recovering their

properties is very difficult and expensive after being impaired. Mining is one of the most

damaging and polluting activity for the soil, since contaminants remain ubiquitous for long

time. Long term heavy metal persistency is of concern since inorganic contaminants as heavy

metals, cannot be degraded. This study was conducted to quantify Arsenic (As), Cadmium

(Cd), Chromium (Cr) and lead (Pb) in two seasonal times in soils from Natividad, Ixtlán de

Juárez, Oaxaca. Soil was physico-chemically characterized and metals were ICP-OES (optical

emission spectrometry and inductively coupled plasma) quantified prior extraction by acid

digestion. Relationships were established between heavy metals and soil physic-chemical

properties. From all metals, As and Pb were found to exceed the NOM-147-

SEMARNAT/SSA1-2004 reference concentrations, posing an ecotoxicological risk. The

content of heavy metals was found to significantly differ in the two seasonal times, recording

higher concentrations in the dry season. Apart from the target metals quantification, this work

was aimed to determine the soil pollution level as a precedent to support a remediation

alternative for recovering this site.

Keywords: Natividad, contaminated soil, characterization, heavy metals, quantification.


INTRODUCCIÓN Página 3

1. INTRODUCCIÓN

1.1. EL SUELO

El suelo es considerado un recurso natural frágil y no renovable, debido a que resulta difícil y

costoso recuperarlo o, incluso, mejorar sus propiedades después de haber sido alterado. El

suelo realiza un gran número de funciones clave tanto ambientales como económicas, sociales

y culturales que son esenciales para la vida. Es indispensable para la producción de alimentos

y el crecimiento vegetal, almacena minerales, materia orgánica, agua y otras sustancias

químicas y participa en su transformación; sirve de filtro natural para las aguas subterráneas;

es hábitat de una gran cantidad de organismos; proporciona materias primas para la

construcción, además de que es un elemento del paisaje y del patrimonio cultural

(SEMARNAT, 2005).

El término suelo se refiere al material exterior, poco compacto, de la superficie terrestre; uno

de sus componentes principales es la fracción mineral, ésta proviene del material parental y es

el producto de la desintegración de las rocas provocada por el intemperismo físico, químico y

bioquímico. La fracción mineral del suelo está constituida por partículas de diferentes

tamaños: arena (200-20 micras), limo (20-2 micras) y arcilla (menos de 2 micras). La cantidad

de cada uno de los componentes de esta fracción varía de un suelo a otro y depende

directamente del material de origen. A la proporción relativa de arena, limo y arcilla,

expresada en porcentaje, se le conoce como textura del suelo (Valdés y Medina, 2005).



1.2. LA EXPLOTACIÓN DE RECURSOS NATURALES

El incremento demográfico mundial es bien conocido y es un hecho perfectamente aceptado.

Lo que no está claro y a veces discutido es la incapacidad de los recursos naturales del mundo

para satisfacer la necesidad de alimentar, vestir y encargarse de la población actual y futura.

Durante innumerables siglos la riqueza mundial de los recursos naturales, los minerales, los

bosques y el suelo, sólo se necesitaba para rendir un modesto interés que era suficiente para

satisfacer las necesidades primarias del hombre. A medida que la población fue creciendo

también fue necesario satisfacer intereses cada vez mayores hasta comenzar a utilizar los

recursos capitales (Hudson, 2006).

La expansión demográfica vino de la mano con la revolución industrial, que puso a

disposición del hombre las herramientas, las máquinas y los ingenios que hicieron posible la

explotación de los recursos naturales a escala anteriormente inimaginable. Por lo cual,

mientras la curva demográfica muestra una continua tendencia ascendente, los recursos

naturales mostraban una tendencia descendente, a partir de la revolución industrial se iniciaron

de la mano del hombre las acciones más destructivas, alterando y distorsionando el reciclado

biológico de los compuestos químicos del suelo (ASOCAE, n. d.).

Becerril et al., (2007) sostuvieron que una de las consecuencias más negativas de la revolución

industrial ha sido la dispersión de los contaminantes en el agua, atmósfera y suelo. De éstos, el

suelo es el medio más estático, donde los contaminantes pueden permanecer durante mucho

tiempo. Esta permanencia a largo plazo es especialmente grave en el caso de contaminantes

inorgánicos como los metales pesados, que no pueden ser degradados.



1.3. LA MINERÍA Y LA CONTAMINACIÓN DE SUELOS EN MÉXICO

México es uno de los países de Latinoamérica que se encuentra situado en una región

volcánica rica en minerales. La tradición minera en el país se remonta a la época prehispánica,

con la explotación de yacimientos situados principalmente en los territorios de Taxco,

Pachuca, Guanajuato y Querétaro. La actividad minera alcanzó una gran relevancia económica

y social hasta el periodo de la colonia, volviéndose entonces en el motor del crecimiento

económico y modernización de la corona española. La minería abasteció de insumos a la

industria de la construcción, metalurgia, siderurgia y química por más de tres siglos, ayudando

a generar infraestructura y polos de desarrollo en el país. A nivel mundial, el auge de la

minería mexicana se tradujo en un importante flujo de metales preciosos, especialmente Plata,

hacia los circuitos comerciales europeos. Actualmente, la posición de la minería dentro de las

industrias de sector primario es significativa aun cuando enfrenta problemas de mercados

deprimidos (Coremi 1994, Gutiérrez 2003, citado por Volke et al., 2005).

El ejemplo más habitual de la contaminación de suelos por actividades de las industrias

mineras en México es el beneficio del Oro y la Plata, obtenidos comúnmente por

amalgamación con Mercurio y por cianuración. En ninguno de los dos casos, es posible la

recuperación total de los compuestos y/o elementos adicionados, por lo que es común

encontrarlos en los residuos del proceso (jales) en forma soluble. Durante el proceso de

cianuración, se incrementa el pH por la adición de hidróxido de calcio; al generarse hidróxido

de sodio (en el caso de beneficio con Plata) como producto de la reacción, también se forma

cianuro de sodio.

La minería y actividades asociadas generan una gran cantidad de residuos pétreos y lodos ricos

en metales pesados que son depositados en la superficie del entorno minero. Así, el suelo

original de la mina se degrada o se pierde irreversiblemente. El “nuevo suelo” sufre un grave

impacto durante la explotación minera, es frecuentemente inestable, y está formado por

materiales poco aptos para el desarrollo de las actividades biológicas y los procesos

formadores de suelo (Becerril et al., 2007).



1.4. REGIONES MINERAS EN EL ESTADO DE OAXACA

En el Estado de Oaxaca se halla una gran variedad de minerales, desde antes de la Conquista,

existen evidencias de la explotación de minerales y piedras preciosas; se conocen importantes

yacimientos que regionalmente se pueden enmarcar dentro de 14 regiones mineras (Fig. 1), las

cuales se han agrupado de acuerdo al tipo de mineralización (Servicio Geológico Mexicano,

2009).

Figura 1. Mapa de ubicación de regiones mineras del Estado de Oaxaca.



En la tabla 1 se describen los minerales que se extraen en cada una de las regiones mineras.

Dentro de la región minera Natividad, se encuentran varias comunidades de la Sierra Norte del

Estado de Oaxaca. El Municipio de Natividad extrae básicamente dos minerales el Oro y la

Plata. La empresa minera Natividad y anexas S.A. de C. V. ubicada en el Municipio de

Natividad Ixtlán, que actualmente se encuentra inactiva, producía 50 toneladas/día, realizando

un sistema de operación por flotación para la recuperación de los metales (Servicio Geológico

Mexicano, 2009).



Tabla 1. Regiones mineras del Estado de Oaxaca y los minerales que se extraen.

REGION MINERA MINERALIZACION TIPO DE YACIMIENTO ZONAS MINERAS

1.- NATIVIDAD Au, Ag, Pb, Zn VETAS Y DISEMINADOS NATIVIDAD, LACHATAO, ATEPEC, TALEA DE CASTRO,

SOLAGA, CAJONOS

2.- TAVICHE Pb, Zn, Au, Ag VETAS, MANTOS, DISEMINADOS, CHIMENEAS TAVICHE, TEITIPAC, LACHIGALLA, LOS OCOTES

3.- TELIXTLAHUACA GRAFITO, Pb, Zn, Au, Ag, Ti, Fe

DISEMINADOS, MANTOS Y VETAS TELIXTLAHUACA, EL PARIAN, HUITZO, SAN JUAN DEL

ESTADO

4.- POCHUTLA Ti, Fe, Pb, Zn, Au, Ag DISEMINADOS, MANTOS Y VETAS CANDELARIA LOXICHA, PLUMA HIDALGO, SAN MATEO

PIÑAS, LA ESPERANZA-HUATULCO

5.- SAN MIGUEL PERAS Au, Ag, Zn, CALAMINAS MANTOS, VETAS Y DISEMINADOS SAN MIGUEL PERAS, PEÑOLES, ESTETLA, YACUCUNDO

6.- TEOJOMULCO Fe, Mn, Pb, Zn, Au, Ag MANTOS, VETAS, DISEMINADOS CUERPOS

IRREGULARES TEOJOMULCO, SANTIAGO MINAS, ZANIZA, TEXTITLÁN

7.- SILACAYOAPAN Fe, Mn, Pb, Zn, Au, Ag VETAS, DISEMINADOS SILACAYOAPAN, SILACAYOAPILLA, SAN MARTIN PERAS

8.- LOS TEJOCOTES Sb, Hg VETAS, MANTOS, CUERPO IRREGULARES. LOS TEJOCOTES, YUCUNICOCO, REYES TEPEJILLO

9.- SAN JOSE DE GRACIA Au, Ag, Zn, CALAMINAS VETAS, DISEMINADOS SAN JOSE DE GRACIA (TOTOLAPAN), GUELAVILA (COBRE

GRANDE), EL MOGOTE (ALBARRADAS)

10.- CUICATLÁN ASBESTO, Pb, Zn, Au, Ag VETAS, DISEMINADOS Y MANTOS CONCEPCION PAPALO, CHIQUIHUITLÁN

11.- TLAXIACO CARBÓN MANTOS CUENCA CARBONÍFERA DE LA MIXTECA SUBCUENCAS:

TLAXIACO-MIXTEPEC, DIQUIYU-TEZOATLÁN

12.- LACHIGUIRI Fe, Mn, Pb, Zn, Au, Ag, MÁRMOL, ÓNIX

MANTOS, VETAS, DISENINADOS, ESTRATIFORMES

LACHIGUIRI, GUIENAGATI, LIEZA, TOTOLAPILLA, JALAPA DEL MARQUEZ, TENANGO, TEQUISISTLÁN

13.- LA VENTOSA Fe, Mn, Pb, Zn, Au, MÁRMOL MANTOS, VETAS, DISENMINADOS,

ESTRATIFORMES LA VENTOSA, ZANATEPEC, EJIDO MAZAHUA

14.-TAPANATEPEC Fe, Mn, Pb, Zn, Au, Ag MANTOS, VETAS, DISEMINADOS SAN PEDRO TAPANATEPEC (EL CARMEN)



1.5. METALES PESADOS

Los “metales pesados” son aquellos elementos químicos que presentan una densidad igual o

superior a 5 gcm-3 cuando están en forma elemental, o cuyo número atómico es superior a 20

(excluyendo a los metales alcalinos y alcalinotérreos).

No obstante, en primer lugar, conviene aclarar que el término “metales pesados” es impreciso.

En realidad se pretende indicar con este término aquellos metales que, siendo elementos

pesados, son “tóxicos” para la célula. Sin embargo, en realidad cualquier elemento que a

priori es benéfico para la célula, en concentraciones excesivas puede llegar a ser tóxico. Por

tanto se seguirá manteniendo el término “metales pesados” para definir dichos elementos

(Navarro et al., 2007).

Los metales pesados más peligrosos son el Plomo, Mercurio, Arsénico, Cadmio, Estaño,

Cromo, Zinc y Cobre. Estos metales son muy utilizados en la industria, y también se emplean

en ciertos plaguicidas y medicinas.

Los metales pesados son de toxicidad extrema porque, como iones o en ciertos compuestos,

son solubles en agua y el organismo lo absorbe con facilidad. Dentro del cuerpo, tienden a

combinarse con las enzimas y a inhibir su funcionamiento. Hasta dosis muy pequeñas

producen consecuencias fisiológicas o neuronales graves.

Los defectos congénitos incapacitantes que causa el envenenamiento con Mercurio, o el

retraso mental debido al saturnismo causado por el Plomo, son ejemplos bien conocidos

(Nebel y Wright, 1999).

Los metales pesados se clasifican en dos grupos:

1. Oligoelementos o micronutrientes. Necesarios en pequeñas cantidades para los organismos,

pero tóxicos una vez rebasado cierto umbral. Incluyen: Arsénico (As), Boro (B), Cobalto (Co),

Cromo (Cr), Cobre (Cu), Molibdeno (Mo), Manganeso (Mn), Níquel (Ni), Selenio (Se) y Zinc

(Zn).



2. Sin función biológica conocida. Son altamente tóxicos, e incluyen Bario (Ba), Cadmio (Cd),

Mercurio (Hg), Plomo (Pb), Antimonio (Sb) y Bismuto (Bi).

Su persistencia, acumulación progresiva y/o su transferencia a otros sistemas supone una

amenaza para la salud humana y la de los ecosistemas (Navarro et al., 2007).

1.6. ORIGEN DE LA CONTAMINACIÓN POR METALES PESADOS EN SUELO

Origen natural: Los metales pesados han existido desde siempre en la corteza terrestre, estos

metales al meteorizarse se concentran en los suelos. Las concentraciones naturales de metales

pesados en algún momento pueden llegar a ser tóxicas, ya que éstos tienen la capacidad de

acumularse principalmente en plantas y producir efectos tóxicos para todos aquellos

organismos que las consumen.

Las rocas ígneas ultrabásicas (peridotitas y serpentinas) revelan los más altos contenidos en

metales pesados, seguidas de las rocas ígneas básicas (gabros y basaltos). Las menores

concentraciones se encuentran en las rocas ígneas ácidas (granito) y en las sedimentarias como

las areniscas y las calizas. Los porcentajes más altos se dan para el Cr, Mn y Ni, mientras que

el Co, Cu, Zn y Pb se presentan en menores cantidades, siendo mínimos los contenidos para el

As, Cd y Hg (Sánchez ,2003)

El proceso natural de transformación de las rocas para originar los suelos produce una parte de

los metales pesados, aunque estos metales originados de forma natural se encuentren a

elevadas concentraciones, por lo regular no suelen rebasar los umbrales de toxicidad y además

se encuentran bajo formas muy poco asimilables para los organismos.



Origen antropogénico: La concentración de metales pesados y su movilidad en suelos ha

aumentado por causas no naturales, siendo la actividad humana la fuente principal de este

incremento de contaminación por metales pesados.

Las actividades humanas que provocan una modificación del contenido natural de los metales

pesados son muy variadas: vertido industriales, vertidos procedentes de actividades mineras,

aplicación de productos químicos agrícolas, lodos residuales, gases de combustión, emisión de

partículas por los automóviles y por último aunque no menos importante, los residuos sólidos

de origen doméstico (Lund 1990, citado por Sánchez, 2003).

1.7. DINÁMICA DE LOS METALES PESADOS EN EL SUELO

El principal receptor de los metales pesados que provienen de una contaminación

antropogénica es el suelo, que es el caso del Municipio de Natividad Ixtlán. Los metales

pesados presentes en los suelos no se comportan como elementos estáticamente inalterables,

sino que siguen un curso dinámico.

La dinámica de los metales pesados en el suelo puede clasificarse principalmente en cuatro

vías (Navarro-Aviñó et al., 2007).

� Movilización a las aguas superficiales o subterráneas.

� Transferencia a la atmósfera por volatilización.

� Absorción por las plantas e incorporación a las cadenas tróficas.

� Retención de metales pesados en el suelo de distintas maneras: disueltos en la solución

del suelo o pueden ser fijados por procesos de adsorción, complejación y precipitación.



1.8. BIOACUMULACIÓN Y BIOMAGNIFICACIÓN DE LOS METALES PESADOS

La característica que hace que los metales pesados sean tan peligrosos es su tendencia a

acumularse en los organismos. Por esta causa, cantidades reducidas y en apariencia

inofensivas absorbidas durante un largo período, llegan a alcanzar niveles tóxicos. Este

fenómeno es conocido como bioacumulación.

La bioacumulación, que ocurre en los organismos, se agrava conforme avanzan los niveles en

la cadena alimenticia. Cada organismo acumula la contaminación de sus alimentos, de modo

que la concentración en su cuerpo es muchas veces mayor que en éstos. El siguiente

organismo de la cadena tiene ahora un alimento más contaminado y acumula el agente a un

grado aún mayor. Todo el contaminante acumulado en la gran biomasa de la base de la

pirámide alimentaria se concentra, al avanzar por las cadenas. Este efecto multiplicador de la

bioacumulación a lo largo de las cadenas alimentarias se llama biomagnificación.

Uno de los aspectos más desoladores de la bioacumulación y la biomagnificación es que no

hay síntomas de advertencias hasta que las concentraciones del contaminante en el organismo

son lo bastante elevadas como para dar problemas, y entonces suele ser demasiado tarde para

hacer algo. (Nebel y Wright, 1999).

1.9. EFECTOS DE LOS METALES PESADOS A ESTUDIAR

Arsénico: La inhalación de niveles altos de Arsénico inorgánico puede producir dolor de

garganta e irritación de los pulmones. La ingestión de niveles muy altos de Arsénico puede ser

fatal. La exposición a niveles más bajos puede producir náusea y vómitos, disminución del

número de glóbulos rojos y blancos, ritmo cardíaco anormal, fragilidad capilar y una

sensación de hormigueo en las manos y los pies. La ingestión o inhalación prolongada de

niveles bajos de Arsénico inorgánico puede producir oscurecimiento de la piel y la aparición

de pequeños callos o verrugas en la palma de las manos, la planta de los pies y el torso. El

contacto de la piel con Arsénico inorgánico puede producir enrojecimiento e hinchazón. El

Departamento de Salud y Servicios Humanos (DHHS, por sus siglas en inglés) y la Agencia



de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) han

determinado que el Arsénico inorgánico es un elemento reconocido como carcinogénico en

seres humanos (ATSDR, 2007).

Cadmio: Se acumula en el organismo humano, fundamentalmente en los riñones, causando

hipertensión arterial. La absorción pulmonar es mayor que la intestinal, por lo cual, el riesgo

es mayor cuando el Cadmio es aspirado. Ha sido asociado con la aparición de cáncer de

próstata en humanos (INE, 2009).

Cromo: El problema de salud más común en el ser humano por estar expuestos al Cromo

involucra principalmente a las vías respiratorias. Estos efectos incluyen irritación del

revestimiento del interior de la nariz, secreción nasal, y problemas para respirar (asma, tos,

falta de aliento, respiración jadeante). En trabajadores, la inhalación de Cromo (VI) causa

cáncer del pulmón y el incremento de tumores en el estómago está asociado con la ingestión

de agua contaminada con Cromo hexavalente. (ATSDR, 2008).

Plomo: La intoxicación aguda se presenta acompañada de alteraciones digestivas, dolores

epigástricos y abdominales, vómitos, alteraciones renales y hepáticas, convulsión y coma. En

tanto que la intoxicación crónica puede involucrar neuropatías, debilidad y dolor muscular,

fatiga, cefalea, alteraciones del comportamiento, parestesias, alteraciones renales,

aminoaciduria, hiperfosfaturia, glucosuria, nefritis crónica, encefalopatía, irritabilidad,

temblor, alucinaciones con pérdida de memoria, cólicos, alteraciones hepáticas (INE, 2009).



1.10. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Una de las actividades más antiguas realizadas por el hombre ha sido la minería, cuya

evolución se ha producido de manera paralela a los avances de la humanidad (García, n .d.).

Puga et al., (2006) citan a Wong (2003), quien dice que el suelo es alterado como resultado de

las actividades mineras. Una de las anomalías biogeoquímicas que se generan al momento de

la extracción de los minerales como el Oro, Plata, Plomo, Zinc etc., es el aumento de la

cantidad de microelementos en el suelo convirtiéndolos a niveles de macroelementos los

cuales afectan negativamente la biota y calidad de suelo; éstos afectan el número, diversidad y

actividad de los organismos del suelo, inhibiendo la descomposición de la materia orgánica

contenida.

García y Dorronsoro (2002) citados por Puga et al.,2006 indican que los suelos que quedan

tras una explotación minera contienen todo tipo de materiales residuales, escombros estériles,

entre otros, lo que representa graves problemas para el desarrollo de la cubierta vegetal, siendo

sus características más notables las siguientes: clase textural desequilibrada, ausencia o baja

presencia de la estructura edáfica, propiedades químicas anómalas, disminución o

desequilibrio en el contenido de nutrientes fundamentales, ruptura de los ciclos

biogeoquímicos, baja profundidad efectiva, dificultad de enraizamiento, baja capacidad de

cambio, baja retención de agua y presencia de compuestos tóxicos.

Desafortunadamente la mayoría de las empresas que vienen a explotar los recursos naturales

de nuestro Estado son empresas de inversión extranjera, a las cuales el bienestar de la

población no está en sus intereses primordiales, así como sus ganancias económicas.

Lamentablemente, quienes sufren los daños son las poblaciones o comunidades donde se

localizan estas empresas, ya que todos los residuos tóxicos que se generan en la operación de

una industria o empresa, son depositados de manera irresponsable en el mismo lugar,

causando daños a la salud e impactando los recursos naturales. Es por ello, el interés de

analizar la contaminación en el suelo cercano a la ubicación de la empresa minera Continnum

Resources, quien explota los recursos minerales de la comunidad de Natividad, Ixtlán de

Juárez, Oaxaca.



Además, que la comunidad no cuenta con datos cuantificables de niveles de contaminación de

suelo y agua por metales pesados, sabiendo que los metales pesados son potencialmente

tóxicos para todos los organismos vivos incluyendo al ser humano.


SITIO DE ESTUDIO Página 16

2. SITIO DE ESTUDIO

El Municipio de Natividad se localiza en la región de la Sierra Norte, pertenece al Distrito de

Ixtlán de Juárez. Se ubica en las coordenadas: 17º17’ y 17º 19’ de latitud norte; los meridianos

96º 24’ y 96º 27’ de longitud oeste, a una altitud entre 1800 y 2400 metros sobre el nivel del

mar (msnm), ocupa el 0.002% de la superficie del Estado (INEGI 2005).

Colinda al norte con Capulalpam de Méndez, al sur con Santiago Xiacuí, al oeste con

Capulalpam de Méndez y al este con Santiago Xiacuí (Fig. 2), su distancia aproximada a la

capital del Estado es de 75 km. El Municipio cuenta con una superficie de 28.07 km2 (Plan

Municipal de Desarrollo 2010)

De acuerdo a INEGI 2005, el intervalo de temperatura de este Municipio es de 16-18 ºC, con

un promedio de precipitación entre 1000 y 1200 mm, el tipo de clima es templado subhúmedo

con lluvias en verano. En cuanto a la geología corresponde al periodo Terciario (94.06%) y

Cretácico (5.94 %), con rocas ígneas intrusivas: Monzonita (94.06 %) y sedimentaria: caliza-

lutita (5.94 %). La edafología para este municipio presenta un suelo dominante de Acrisol

(68.18%).

El Municipio de Natividad se encuentra en la región hidrológica del Papaloapan (100 %), en la

cuenca del Río Papaloapan, en la subcuenca del Río Quiotepec, las corrientes de agua de esta

comunidad son Perennes.



Figura 2. Mapa de ubicación del Municipio de Natividad, Ixtlán de Juárez, Oax.



Su principal recurso natural es el mineral, aunque en la actualidad no es explotado. El único

río que existe en esta comunidad se denomina “Natividad”, reconocido en la región como Río

Grande. Sus vientos dominantes provienen del este (Plan Municipal de Desarrollo 2010).

De acuerdo a los datos de INEGI 2010, la población total es de 586 habitantes, de los cuales

272 son hombres y 314 son mujeres.

Con cifras del año 2000 presentadas por el INEGI, la población económicamente activa del

Municipio asciende a 172 personas, de las cuales 169 se encuentran ocupadas. En la tabla 2 se

mencionan los porcentajes que corresponde para cada sector, el sector terciario que

corresponde al comercio, turismo y servicios es el que predomina en este Municipio, seguido

del sector secundario dentro del cual se encuentra la minería y es la parte que es de

importancia para este trabajo de investigación.

Tabla 2. Población Económicamente Activa por Sector en el Municipio de Natividad.

Sector Porcentaje (%)

Primario (Agricultura, ganadería, caza y pesca)

17 %

Secundario, (Minería, petróleo, industria manufacturera, construcción y electricidad)

37 %

Terciario (Comercio, turismo y servicios)

44 %

Otros 2 %


ANTECEDENTES Página 19

3. ANTECEDENTES

Los metales pesados están presentes naturalmente en el suelo, pero en los últimos años las

actividades industriales y la disposición de residuos de todo tipo han contribuido a una

acumulación de estos elementos en el suelo.

La minería es una actividad particularmente agresiva para el medio ambiente, sus impactos

sobre la naturaleza y el hombre son visibles en todas las etapas de su desarrollo (Vega, 2007).

Razo et al, (2004) con datos obtenido del (INEGI, 2000). Explican que en América Latina, la

actividad minera ha existido desde hace muchos siglos y ha representado una de las

principales actividades económicas. En 1999, por ejemplo, México produjo 131,000 toneladas

de Plomo y 1,311 toneladas de Cadmio, lo que representó el 4.3 y el 6.5% respectivamente, de

la producción en todo el mundo para ese año. Según el INEGI (2000), México es reconocido

como el cuarto productor de Arsénico en el mundo. Razo et al., 2004 citan a Chávez et al.,

1999, indicando que en el centro y el norte de México, donde predomina un clima semi-árido,

hay por lo menos ocho distritos mineros de Ag-Pb-Zn y minerales de sulfuro de Au-Cu que

son o fueron explotados.

En el distrito minero de Santa María de la Paz, ubicado en los municipios de Villa de la Paz

(5,120 habitantes) y Matehuala (78,050 habitantes) en el Estado de San Luis Potosí (México),

se ha mantenido la minería para la obtención de Pb, Zn, Ag (Cu-Ag) por más de 200 años. Se

han dado informes de las etapas de la contaminación en este sitio los cuales mostraron un alto

grado de contaminación por metales pesados relacionados con la dispersión fluvial de

desechos de la mina a través de arroyos y un bajo grado de contaminación relacionados con la

dispersión eólica de los residuos mineros (Castro, 1995; Castro et al., 1997, citado por Razo et

al, 2004).

Díaz-Barriga (1999) y Mejía et al. (1999) citado por Razo et al, (2004) evaluaron la

concentración de Arsénico y Plomo en niños en Villa de la Paz, encontrando altas

concentraciones de As en orina (28% de los niños con niveles > 100 mg.g-1 de creatinina) y Pb

en la sangre (31% de los niños con niveles > 10 mg.dl-1).



Debido al desarrollo industrial de la minería en nuestro país, se ha generado por décadas una

gran cantidad de desechos y sitios contaminados a lo largo de todo el país. El beneficio de

minerales, como parte de las actividades de la minería metálica (la mayoría en México),

provoca problemas como la producción de sulfatos y residuos ácidos o de metales pesados.

Algunos ejemplos de casos de contaminación por metales en México, son: (i) Plomo en

Torreón, Coahuila; (ii) Cromo en Tultitlán, Estado de México; (iii) jales mineros (conteniendo

diferentes metales) en una gran cantidad de distritos mineros en diferentes Estados de la

República, como son Baja California Sur, Coahuila, Guanajuato, Hidalgo, México, Morelos,

Nayarit, Nuevo León, San Luis Potosí, Sonora, Tamaulipas y Zacatecas, entre algunos otros

(Velasco et al., 2004).

La explotación colonial de Oro y Plata en el Estado de Oaxaca dio comienzo a principios del

siglo XVI, principalmente en el Valle Central y el Istmo, causando fuertes estragos entre la

población indígena, la cual fue disminuyendo debido a los malos tratos y abusos a los que eran

sometidos debido a la “perniciosa idolatría del Oro por los españoles”. La minería en Oaxaca

cobró auge importante en el siglo XVIII (FUNDAR, 2002).

En el Municipio de Natividad, perteneciente al Distrito de Ixtlán, Oaxaca, México, se ubica la

Compañía Minera Natividad y Anexas S.A. de C. V. La actividad industrial de esta mina se

remonta a 200 años atrás, generando desde entonces alteraciones ambientales tanto a los

suelos aledaños como a los cuerpos de agua que se encuentran en esta zona, debido a los

residuos generados en todos sus procesos.

Los estudios sobre evaluación de la contaminación generada por los residuos de la mina,

existen únicamente en archivos inéditos en la compañía. No obstante, en el año 2007 la

PROFEPA de Oaxaca, realizó una inspección en la mina y constató que los residuos mineros

(jales) generados durante los procesos de recuperación de metales y los cuales contienen Zinc

y Plomo, se estaban vertiendo a los cuerpos de agua de la zona, lo que ocasionó un impacto

significativo al ambiente y un incumplimiento a la Norma Oficial Mexicana, NOM-133-

SEMARNAT-2000. Lo cual ocasionó un cierre temporal parcial de la actividad de la mina.



Los residuos mineros que quedaron después de los procesos de obtención de minerales como

el Oro y la Plata que fueron extraídos en el Municipio de Natividad, contienen principalmente

metales pesados los cuales son un problema ambiental muy grave, contaminando el suelo,

agua y aire.

Para determinar el grado de contaminación del suelo se pueden analizar los metales pesados

por diferentes técnicas. Desde hace muchos años se vienen realizando dos métodos, la

extracción total y la extracción secuencial desarrollada por Tessier en 1979. Estas técnicas han

tenido mucho auge en la determinación de metales pesados a partir de muestras de matrices

complejas.

Mejía et al., (1999) entre los años de 1997 y 1998, realizaron estudios de contaminación de

suelos superficiales cerca de los depósitos de los residuos de una mina que produce Plata, Oro,

Plomo, Cobre y Zinc, así como del área urbana en el municipio de Villa de la Paz, San Luis

Potosí, México, encontrando altas concentraciones de Arsénico, Plomo y Manganeso. La

extracción de estos metales se realizó por medio de una digestión con ácido nítrico al 25% en

horno de microondas. Los metales fueron cuantificados por espectrofotometría de absorción

atómica, con generador de hidruros para Arsénico y con horno de grafito para Plomo, Cobre y

Manganeso. Obteniendo una recuperación superior a 90%.

Amini et al., (2005) cuantificaron Cadmio en diferentes tipos de suelo (agrícola, industrial,

urbano y tierras sin cultivo) en el centro de Irán, donde se ubican dos grandes fábricas de acero

en el suroeste, una refinería en el noroeste y una mina de Plomo en el centro del área de

estudio. El Cd total fue extraído con HCl concentrado y HNO3, el Cd disponible para las

plantas fue extraído por medio DTPA (Ácido dietilen triamino pentaacético) 0.05M. La

concentración de Cd en los extractos se determinó por espectrofotometría de absorción

atómica.

Burgos et al., (2008) realizaron estudios de una parcela que fue afectada por el vertido tóxico

de la mina Aznalcóllar, España, analizando las concentraciones totales de As, Cd, Cu, Pb y Zn

a diferentes profundidades. Los resultados obtenidos a una profundidad de 0 a 15 cm, fueron

211 mg.kg-1 de As, 4.44 mg.kg-1 Cd, 119 mg.kg-1 de Cu, 471 mg.kg-1 de Pb y 381mg.kg-1 de



Zn. Los metales se determinaron después de una digestión con agua regia en un horno de

microondas.

Kabala y Singh (2001), realizaron una extracción secuencial y total de Cu, Pb y Zn en Polonia.

Para la extracción secuencial se basaron en el procedimiento de Salbu et al., (1998) que es una

versión modificada de Tessier et al., (1979). El método consiste en separar los metales

pesados en seis fracciones con diferentes sustancias: metales solubles en agua, metales

intercambiables, metales absorbidos y ligados a carbonato, metales asociados a óxidos de

Hierro y Manganeso, metales fuertemente unidos a la materia orgánica y metales residuales.

En profundidades de 0-18 cm, por el método secuencial se obtuvieron las siguientes

concentraciones Cu 361 mg.kg-1, Pb 112 mg.kg-1 y Zn de 50.6 mg.kg-1. Las concentraciones

obtenidas con la extracción total fueron Cu 369 mg.kg-1, Pb 118 mg.kg y Zn 46.8 mg.kg-1. La

determinación de los metales se realizó por espectrofotometría de absorción atómica de llama.

En este estudio se pudo observar que las dos metodologías utilizadas no presentaron

diferencias significativas.


JUSTIFICACIÓN Página 23

4. JUSTIFICACIÓN

Los metales pesados son sustancias altamente tóxicas, no biodegradables, que pueden

acumularse en los organismos vivos. Cuando están presentes en el suelo, son fijados

inicialmente por las plantas y, de este modo, comienza su transferencia a lo largo de la cadena

trófica, transferencia caracterizada por una biomagnificación, lo que significa que el hombre,

último eslabón de la cadena trófica, recibirá una mayor concentración de la sustancia tóxica en

comparación con los organismos de niveles inferiores (Oficina Española de Patentes y Marcas,

2005).

La calidad del suelo es uno de los factores más importantes en el mantenimiento de la biosfera

mundial. La incorporación de metales pesados en suelos y cultivos agrícolas por el depósito de

desechos de la minería puede provocar la acumulación, a través de la cadena alimentaria, de

los metales pesados como Cd, Pb, Cu y Zn, los cuales pueden afectar la salud humana. Li et

al., (2006) citan a Bevacqua y Mellano (1993) y a; Lacatusu et al., (1995).

Los resultados a obtener a través de este proyecto de tesis serán de utilidad para la comunidad

de Natividad, ya que tendrán datos representativos del impacto industrial minero en el medio

ambiente. Además de que los datos obtenidos servirán de base para futuras investigaciones

relacionadas con el tratamiento de estos sitios contaminados.

Otra de las razones por lo cual se realizó esta investigación es que en la región de la Sierra

Norte no existen estudios sobre el grado de contaminación debido a la explotación minera,

además de que muchas de las comunidades aledañas al municipio de Natividad han

manifestado que la empresa minera ubicada en este municipio está afectando los recursos

naturales, pero desafortunadamente no tienen datos o información que sustente o respalde lo

manifestado.


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5. OBJETIVOS

5.1. GENERAL

• Cuantificar metales pesados (Arsénico, Cadmio, Cromo y Plomo) en suelos cercanos a

la explotación de la industria minera del Municipio de Natividad, Ixtlán de Juárez,

Oaxaca.

5.1.2. ESPECÍFICOS

• Determinar la concentración de metales pesados totales en época de lluvias y secas.

• Determinar la concentración de metales pesados solubles en época de lluvias y secas.

• Realizar un análisis físico-químico de los suelos del Municipio de Natividad, en

diferentes épocas estacionales.

• Comparar los resultados obtenidos de la concentración de los metales pesados con las

normas internacionales y nacionales.

• Evaluar el potencial de contaminación de los metales pesados identificados.

6. HIPÓTESIS

El suelo del Municipio de Natividad, está contaminado por metales pesados como

consecuencia de la explotación de minerales a nivel industrial, los cuales sobrepasan las

concentraciones establecida en la Norma Oficial Mexicana NOM-147-SEMARNAT/SSA1-

2004, en las dos épocas estacionales.


METODOLOGÍA Página 25

7. METODOLOGÍA

7.1. DISEÑO EXPERIMENTAL

Para este estudio se muestrearon cinco sitios cercanos a la industria minera y como control se utilizó el suelo de un sitio que de acuerdo al cabildo Municipal no ha tenido impactos mineros.

Los análisis se realizaron por triplicado, incluidos los blancos de reactivo. Las concentraciones de metales reportadas son el valor promedio de cada sitio y su desviación estándar.

En seguida, en la figura 3, se describe el diseño experimental para este estudio.

Figura 3. Esquema general del diseño experimental.

� Textura.

� pH.

� Conductividad Eléctrica (CE).

� Capacidad de retención de agua (CRA).

� Carbono orgánico.

� Carbono inorgánico.

� Nitrógeno Total.

Muestreo

� Época de lluvias

(1er muestreo)

� Época de estiaje

(2do muestreo)

Caracterización

Físico-química

Determinación de metales pesados: Arsénico, Cadmio, Cromo y Plomo.

� Metales totales (digestión ácida con HNO3 concentrado y H2O2 al 10%).

� Metales solubles (Muestra saturada con agua desionizada)



7.2. MUESTREO

Se realizaron dos muestreos de suelo. El primer muestreo se efectuó en diciembre 2009, para

la época de lluvias y el segundo muestreo se llevó a cabo en mayo del año 2010 considerando

la época de secas. Las muestras fueron tomadas en cinco sitios (de los cuales uno de ellos es

considerado por la población como un sitio no contaminado, por lo cual éste se tomó como

sitio de referencia para el objetivo de la investigación). El muestreo realizado fue sistemático

superficial de 0 a 20 cm (Fig.4), de acuerdo a lo establecido en la NMX-AA-132-SCFI-2006

(muestreo de suelos para la identificación y la cuantificación de metales y metaloides, y

manejo de la muestra), y se efectuó en un área de 1m2 para conformar una muestra compuesta

representativa de esta área. Las muestras recolectadas fueron de aproximadamente 2 kg, esta

cantidad se tomó para asegurar que una vez tamizada la muestra se tuvieran por lo menos 250g

de residuo fino para su análisis en laboratorio. Las muestras se colectaron en bolsas de plástico

(Fig. 5) previamente etiquetadas y se llevaron al laboratorio para su acondicionamiento.

Figura 4. Muestreo superficial Figura 5. Muestras etiquetadas de suelo en un área de 1 m2 . de aproximadamente 2 kg. En el mapa (Fig. 6) se indican los sitios muestreados donde se puede observar la distancia a la

que se encuentran los puntos de muestreo con respecto a la zona de depósito de jales. Para la

elaboración del mapa de puntos para la ubicación de los sitios muestreados, se utilizó el

programa ILWIS (Integrated and Water Information System), versión 3.4.



Figura 6. Mapa de puntos: Ubicación de los sitios de muestreo.



7.3. ACONDICIONAMIENTO DE MUESTRAS

Secado

Las muestras se extendieron sobre charolas de plástico a una profundidad inferior a 2.5 cm, a

temperatura no mayor a 35°C. Para los análisis físico-químicos que requerían que las muestras

estuvieran secas, éstas se secaron en una estufa de calentamiento (Scorpion Scientific

AS2035) a una temperatura de 100 grados por 24 horas.

Cribado

La disgregación de las muestras se llevó a cabo con un mortero de porcelana con la finalidad

de obtener mayor cantidad de suelo fino.

Una vez disgregadas las muestras se tamizaron en una malla de 2 mm de diámetro de luz de

malla y posteriormente en una malla de 0.2 mm de diámetro de malla, ambas de acero

inoxidable. La parte de la muestra que logró pasar ambas mallas fue la que se utilizó para los

análisis posteriores.

Coeficiente de retención de agua

El suelo tamizado de cada sitio se ajustó a un coeficiente de retención de agua del 50%,

agregando suficiente agua destilada a las muestras tamizadas, después cada muestra de suelo

fue pre-incubada aeróbicamente por 7 días en un contenedor de plástico de 200 L, el cual

contenía un recipiente con agua destilada para mantener la humedad y otro recipiente con

NaOH 1 M para atrapar el CO2 producido y evitar condiciones anóxicas. La finalidad de la

pre-incubación de las muestras de suelo es evitar interferencias debidas al tamizado, humedad

y el retiro de los restos vegetales, para su posterior análisis (Sparling et al. 1985).



7.4. ANÁLISIS FISICO-QUÍMICOS

Todos los análisis físico-químicos se realizaron por triplicado, y en cada análisis se analizó un

blanco de reactivos.

7.4.1. DETERMINACIÓN DE TEXTURA DEL SUELO

El método para la determinación de la proporción de las partículas minerales (arena, limo y

arcilla) en suelos muestreados se realizó por el procedimiento de Bouyoucos.

La textura del suelo en cada sitio muestreado fue determinada por el método del triángulo de

textura de suelo (Figura 7), establecida por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos

(USDA, por sus siglas en inglés).

Figura 7. Triángulo textural USDA



7.4.2. DETERMINACIÓN DE pH

Para medir el pH del suelo se preparó una mezcla de suelo-agua con una relación peso-

volumen (1:2.5) la cual se agitó con un agitador magnético durante 5 minutos, se midió el pH

directamente en la suspensión obtenida con un potenciómetro (HANNA Instrument HI221)

(Alef y Nannipieri, 1995).

7.4.3. HUMEDAD

Se realizó por diferencia de peso sometiendo una cantidad de 6 a 8 gramos de suelo a una

temperatura de 100 ºC en un horno de calentamiento (Scorpion Cientific AS2035) por 24

horas.

7.4.4. CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA (CRA)

Se saturaron 10 gramos de muestra de suelo contenido en papel filtro con 100 mililitros de

agua destilada, se colocaron en embudos de plástico y se cubrieron con papel aluminio, se dejó

filtrar por 24 horas. Después de este tiempo se registraron los pesos del papel filtro con la

muestra.

7.4.5. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA (CE)

Se tomaron 30 gramos de suelo fino y se saturaron con agua, se dejó en refrigeración por 24

horas. Transcurrido este tiempo la muestra se filtró al vacío, enseguida se midió la

Conductividad Eléctrica con un conductímetro HANNA Instrument HI221 (Richards L.A.

1973).



7.4.6. NITRÓGENO TOTAL

La determinación del Nitrógeno Total fue realizada por digestión Kjeldahl en un equipo Büchi

Digest System K-437.

Se pesaron 0.5 gramos de suelo tamizado y se vertieron en los tubos Kjeldahl, a estas muestra

se le adicionó 1 gramo de sulfato de sodio (Na2SO4), 5 mililitros de ácido sulfúrico

concentrado (H2SO4) y una pizca de óxido de Mercurio (HgO2) y se puso a digerir a una

temperatura de (150-250ºC) por dos horas.

Después de la digestión, los tubos Kjeldahl se lavaron con 100 mililitros de agua destilada y se

les adicionó 80 ml. de hidróxido de sodio (NaOH) al 32%, para su destilación, el producto

destilado se recolectó en un matraz que contenía 20 ml de ácido bórico y este último se tituló

con ácido clorhídrico (HCl) 0.005 N (Bremner 1996).

7.4.7. CARBONO ORGÁNICO

Se determinó por el método de Walkey y Black, el cual se basa en la oxidación del carbono

orgánico del suelo, para lo cual se pesaron 0.05 gramos de suelo fino y se les adicionaron 10

mililitros de dicromato de potasio (K2Cr2O7) 1 N y se agitaron suavemente para dispersar el

suelo y en seguida se les adicionó 20 mililitros de ácido sulfúrico concentrado y se agitaron

por un minuto, se dejaron en reposo durante treinta minutos, transcurrido este tiempo se les

adicionaron 100 mililitros de agua destilada y se prosiguió con la valoración empleando una

solución de sulfato ferroso (FeSO4) 0.25 N (Nelson y Sommers, 1996).

7.4.8. CARBONO INORGÁNICO

Se tomó 1 gramo de suelo seco de cada sitio muestreado, las muestras se colocaron junto con

tubos de ensayes con 10 ml de NaOH 1M en frascos de boca ancha cerrados con tapas

sépticas, al suelo se le adicionaron 5 ml de HCl 2N introduciendo una aguja en el septo (Fig.



8) y se dejó en reacción por 24 horas. Transcurrido este tiempo se tituló con HCl 2 y 0.1N

usando como indicadores Fenolftaleína y Anaranjado de metilo (Nelson y Sommers ,1996).

Figura 8. Digestión para la determinación de carbono inorgánico: Para llevar a cabo este

proceso se diseñó un frasco con la finalidad de evitar la liberación de CO2 del suelo a la

atmósfera al adicionar el ácido clorhídrico.

7.4.9. DETERMINACIÓN DE METALES TOTALES

Muestras de 0.5g de suelo se sometieron a una digestión con HNO3 concentrado y H2O2 al

10% a 150 ºC. (Vásquez et al. 2006) utilizando un digestor Büchi Digest System K-437. El

sobrenadante se filtró y se aforó a 25mL con HNO3 al 2%.

7.4.10. DETERMINACIÓN DE METALES SOLUBLES

Para metales biodisponibles, las muestras se dejaron a saturación durante 24 hrs. con agua

desionizada, posteriormente se filtraron y aforaron a 25 ml.

La determinación de metales solubles y totales se realizó mediante un equipo ICP-OES Perkin

Elmer Optimus 7000.



7.5. MUESTRA FORTIFICADA

La muestra fortificada se utilizó para obtener el porcentaje de recuperación, el cual nos indica

la capacidad de un procedimiento analítico para extraer cuantitativamente una especie química

que ha sido adicionada a una muestra, para este caso se utilizó un estándar de Arsénico marca

Perkin Elmer (1000 mg.L-1). Para preparar las muestras fortificadas se adicionó una

concentración de 1 ppm de Arsénico en 0.5 g de suelo, ocupando un blanco de reactivo del

mismo suelo como muestra testigo. Las muestras se sometieron a un proceso de digestión

igual al procedimiento de digestión de metales totales, con la finalidad de conocer la

viabilidad de la técnica empleada, utilizando la siguiente formula (Martin et al., 1994).

100X

s

CCsR

−=

7.6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Se realizó un análisis de varianza usando el modelo general lineal (GLM) y un análisis de

diferencias mínimas significativas (LSD) utilizando el sistema SAS, 2002, para todos los

parámetros medidos tanto para temporada de lluvias y estiaje. Se realizó también un análisis

de correlación de Pearson para establecer relación entre los parámetros medidos. Así mismo se

realizó un análisis GLM y LSD para comparar los sitios de muestreos en las dos temporadas

estacionales (lluvias y secas).

R= Porcentaje de recuperación

Cs= Concentración de la muestra fortificada

C=Concentración de la muestra testigo

s= Concentración del analito añadido


RESULTADOS Y DISCUSIÓN Página 34

8. RESULTADOS y DISCUSIÓN

8.1. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DEL SUELO DEL MUNICIPIO DE

NATIVIDAD

8.2. TEXTURA DEL SUELO

La textura del suelo es un factor importante para el movimiento de los metales pesados, estos

suelos se clasificaron de acuerdo al tamaño de partículas principalmente por tres componentes:

arcilla, limo y arena, con las cantidades relativas de cada tipo de partícula mineral se

determinó la textura del suelo lo cual tiene un impacto en las propiedades física, químicas y

biológicas de éste.

De acuerdo a la clasificación que hace el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos

(USDA, por sus siglas en inglés), respecto al contenido de arenas, arcillas y limos, la

clasificación textural de los suelo de Natividad Ixtlán, se presentan en la tabla 3. Los datos

demuestran que en general, hay mayor porcentaje de partículas minerales de arenas que de

arcillas y limo.

Entre los suelos analizados, quienes tuvieron mayor contenido de arcilla es el sitio control, y el

sitio 4. Cuando la textura del suelo es arcillosa la infiltración de agua es muy escasa, por lo

cual se espera que estos sitios tengan una buena capacidad de retención de agua, teniendo en

cuenta que las partículas más pequeñas (arcillas) tienen mayor área superficial en relación a su

volumen.

La carga negativa de las arcillas, de las sustancias húmicas y en ocasiones de los óxidos de

Fierro, Aluminio y Manganeso, dotan al suelo de una elevada capacidad de adsorción de los

cationes, característica muy importante para este estudio, con los datos de distribución de

partículas (tabla 3), se pueden ubicar los sitios con mayor porcentaje de arcilla (sitio control y

sitio 4) de los cuales se espera que tengan un mayor contenido de metales pesados, ya que las

arcillas, tienen la capacidad de adsorberlos, quedando retenido en sus sitios de intercambio de

cationes (Sánchez, 2003).



En los suelos de los sitios 21 y 31 de Natividad, donde predomina la presencia arenas, se espera

una menor concentración de metales pesados, ya que estos suelos carecen de la capacidad de

fijarlos, por lo cual estos elementos pasan rápidamente al subsuelo y consiguen

frecuentemente contaminar los niveles freáticos (García y Dorronsoro, n.d.).

Tabla 3. Clase textural de los suelos de Natividad, Ixtlán.

Distribución del tamaño de partícula %

Arenas Arcillas Limos Clasificación de textura del suelo

Sitio Control1 42.64 ±1.41 d 33.18 ±3.98 b 24.18 ±2.57 a Franco arcilloso

Sitio 11 48.92 ±0.00 c 26.72 ±0.00 c 24.36. ±0.00 a Franco arcillo arenoso

Sitio 21 57.06 ±0.70 b 18.72 ±0.00 d 24.22 .±0.70 a Franco arenoso

Sitio 22 35.74 ±1.66 f 5.72 ±1.41 f 58.54. ±0.25 a Franco limoso

Sitio 31 61.10 ±0.25 a 14.72 ±0.00 d 24.18. ±0.25 a Franco arenoso

Sitio 41 25.56 ±1.41 e 47.72 ±1.41 a 26.72. ±0.00 a Arcilloso

Los valores son el promedio de tres repeticiones ± desviación estándar. Valores con la misma letra no son significativamente diferentes (P<0.05 prueba LSD) letras minúsculas indican diferencias entre sitios. 1.Época de lluvias, 2.Época de secas (estiaje).

Para el sitio 2 el análisis de textura se realizó para ambas épocas, debido a que al realizar el

muestreo para la época de secas, el sitio ya no se encontró en las mismas condiciones que en el

muestreo realizado en la época de lluvias, esto debido a un deslave que se presentó en el sitio;

debido a esta situación se tomó muestra de un sitio aledaño, mismo que se etiquetó como sitio

2 pero para diferente época estacional. Esta es la razón por lo que la clase textural se

determinó en las dos épocas presentando variaciones en la proporción de partículas y por ende

en la clase textural.



Para el sitio control1, sitio 11, sitio21 y el sitio 31 predominan los minerales de arena, lo cual

influye que exista en estos suelos mayor espacio poroso, y mayor filtración de agua, para el

análisis de CRA se presumen bajos porcentajes en estos tres sitios.

Los datos de textura del suelo nos pueden dar una idea de que en los sitios con mayor

contenido de arcillas se tendrá una mayor concentración de metales pesados; sin embargo,

para que esto suceda hay que considerar otros factores como el contenido de materia orgánica,

la cobertura vegetal, la estructura del suelo y el pH que presentan éstos.

8.3. pH

Para los sitios muestreados, los valores de pH entre las épocas de lluvias y secas presentan

diferencias significativas de acuerdo al análisis estadístico. Comparando el pH de los cinco

sitios estudiados por época con la Norma Oficial Mexicana NOM-021-SEMARNAT-2000

(tabla 4) cuatro de ellos presentan el mismo tipo de suelo de acuerdo al pH (Sitio control, Sitio

1, Sitio 3 y Sitio 4) en ambas épocas estacionales los cuales están clasificados como

medianamente alcalinos. Los cuatro sitios anteriores tienen el valor de pH mínimo de 7.43 y el

valor máximo de 8.44 en la época de lluvias, mientras que en la época de secas se tiene un

valor de pH mínimo de 8.14 y un valor máximo de 8.54.

En el sitio 2, varía la clasificación del suelo de acuerdo al valor de pH en las dos épocas

muestreadas (tabla 5), teniendo una clasificación de suelo neutro para la época de lluvias y

para la época de secas una clasificación de medianamente alcalino (tabla 4). La variedad en la

clasificación del tipo de suelo de acuerdo al pH se le atribuye al cambio que hubo en este sitio.



Tabla 4. Criterios de valoración de un suelo con base a su pH (NOM-021-SEMARNAT-2000)

Clasificación pH

1.- Fuertemente ácido <5.0

2.- Moderadamente ácido 5.1-6.5

3.- Neutro 6.6-7.3

4.- Medianamente alcalino 7.4-8.5

5.- Fuertemente alcalino >8.5

El pH es un factor importante para la disponibilidad de los metales pesados, ya que a pH ácido

la mayoría de los metales están más disponibles, excepto el Arsénico (As), Molibdeno (Mo),

Selenio (Se) y Cromo (Cr) los cuales están más disponibles a un pH alcalino (García y

Dorronsoro, n.d.). Con esto se espera obtener más concentración de As y Cr soluble los cuales

son biodisponibles para las plantas, teniendo un tipo de suelo medianamente alcalino de

acuerdo a los valores de pH.

El proceso de adsorción de metales pesados por el suelo, se debe a una variedad de parámetros

edáficos y en especial al pH.

Sánchez (2003) cita a Gerriste y Van Driel (1984), Naidu et al. (1994), quienes comprueban

que frecuentemente los suelos de pH más básico presentan adsorción más fuerte para los

metales pesados que los de pH más ácidos. Los suelos de Natividad no son suelos ácidos, por

lo cual se espera encontrar concentraciones altas de los cuatro elementos de interés, aunque

por el tiempo transcurrido desde los inicios de la explotación de la mina, los metales pesados

posiblemente ya se encuentran a niveles más profundos debido a su dinámica.

Chopin y Alloway (2007) realizaron estudios sobre la distribución y movilidad de elementos

traza en suelo alrededor de las áreas mineras, analizando tres zonas con diferentes

profundidades de muestreo. Para las partes superficiales reportan valores de pH de 7.91 a 9.53.

Estos valores son semejantes a los encontrados en este trabajo para los suelos de Natividad, los

cuales se muestran en el tabla 5.



De acuerdo a la propuesta de la SEMARNAT (2000) para la clasificación de los suelos sobre

la base de su valor de pH los valores de pH obtenidos para los sitios muestreados en Natividad

indican que la mayor parte del suelo es medianamente alcalino lo que proporciona condiciones

factibles para la disponibilidad nutrimental de los elementos esenciales para las plantas:

Cobre, Zinc, Boro y Manganeso.

8.4. HUMEDAD Y CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA (CRA)

El suelo desde el punto de vista hidrológico es un depósito de agua el cual es esencial para

todos los organismos vivos porque, en forma molecular participa en varias reacciones

metabólicas celulares, además de que transporta nutrientes desde el suelo hacia las plantas. La

capacidad del suelo para retener el agua depende mucho de las propiedades físicas.

La humedad retenida por el suelo depende de la cantidad de agua que se pierda y la velocidad

con que ésta se mueva. En las dos épocas analizadas, hay diferencias significativas de

porcentaje de humedad entre épocas, teniendo valores mayores para la época de lluvias.

Teniendo en cuenta que en esta temporada hay un flujo de agua entre los horizontes del suelo,

por lo cual se obtuvo este valor, los sitios con mayor humedad son el sitio control y el sitio 4,

ya que en estos sitios hay mayor contenido de arcilla lo cual provocó una retención de agua

considerable.

En la temporada de secas los sitios 2 y 4 tienen los porcentajes de humedad más alto por su

composición de partículas, con bajo contenido de arena, y mayor presencia de arcilla y limo.

La Capacidad de Retención de agua en las dos épocas no presenta diferencias significativas

para los cinco sitios (tabla 5).



Tabla 5. Características físico-químicas de los suelos del Municipio de Natividad

Los valores son el promedio de tres repeticiones ± desviación estándar. Valores con la misma letra no son significativamente diferentes. (P<0.05 prueba LSD) letras minúsculas indican diferencias entre sitios. Letras mayúsculas indican diferencias entre temporada de lluvia y estiaje para el mismo sitio. CE Conductividad Eléctrica. CRA Capacidad de Retención de Agua.

ÉPOCA DE LLUVIAS ÉPOCA DE SECAS

pH CE

dS.m-1

HUMEDAD

%

CRA

%

pH

CE

dS.m-1

HUMEDAD

%

CRA

%

Sitio

Control 8.44 ±0.005 aA 0.23 ±0.002 dA 7.69 ±0.631 aA 74.68 ±0.135 aA 8.54 ±0.015 aB 0.20 ±0.0007 aB 3.78 ±0.194 aB 66.55 ± 0.420 aB

Sitio 1 7.98 ± 0.000 b A 0.29 ±0.003 c A 6.86 ±0.509 a A 64.67 ±0.390 c A 8.21 ± 0.005 c B 0.42 ±0.0030 b B 3.87 ±0.014 a B 59.24 ± 0.873 b B

Sitio 2 7.02 ±0.011e A 0.40 ±0.000 b A 6.53 ±1.159 a A 76.88 ±2.089 b A 7.49 ±0.000 e B 0.001±0.0000c B 5.83 ±0.451 b A 83.16 ± 0.349 c B

Sitio 3 7.43 ±0.005 d A 0.77 ±0.007 a A 2.59 ± 0.308 b A 43.87 ±0.575 d A 8.24 ± 0.000 b B 0.25 ±0.0007 d B 2.53 ±0.131 c A 42.61 ± 1.890 d A

Sitio 4 7.94 ±0.000 c A 0.24 ±0.002 d A 7.14 ±0.120 a A 78.95 ±1.021 b A 8.14 ±0.023 d B 0.17 ±0.0010 e B 4.93 ±0.110 d B 78.20 ± 0.674 e A



Los suelos orgánicos o de textura fina tienen espacios porosos más pequeños y las partículas

mismas pueden absorber agua; en consecuencia, la retención de la humedad aumenta y el

desplazamiento de la misma disminuye. De este modo, la textura, el contenido de materia

orgánica y la estructura afectan el movimiento y la retención de la humedad en los suelos

(Patrick y Adsil, 1996). Como en el caso de estudio, el sitio que presenta el mayor porcentaje

de CRA es el sitio 4, en ambas épocas con un 78 %, esta retención de agua se debe a que el

suelo de este sitio presenta abundancia de arcillas, por lo que la velocidad de filtración es muy

lenta y contribuye a que el suelo tenga mayor capacidad de retener el agua. Además de que las

partículas de arcilla tienden a ser planas y se adhieren fácilmente para formar capas que

reducen en gran medida el movimiento del agua a través de ellas (Enger y Smith, 2006).

Cuando el suelo es muy poroso, es decir, arenoso, presenta una estructura bien desarrollada, el

agua se filtra rápidamente y la retención resultante es muy baja (Patrick y Adsil, 1996). Este

dato concuerda con los datos del sitio 3 el cual presenta el valor más bajo de CRA para las dos

épocas estudiadas, con un 43% en promedio, la facilidad que tiene el sitio de dejar pasar el

agua está influenciada por las fracciones minerales; en este suelo hay dominancia de partículas

de arena las cuales son las partículas más grandes con un tamaño entre 0.05 y 2.0 milímetros,

estas partículas tienen muchos espacios entre ellas, lo cual permite que tanto el aire como el

agua fluya a través del suelo (Enger y Smith, 2006), característica que influyó directamente en

la rapidez de filtración de agua en el suelo de Natividad para el sitio 3.

Para los otros sitios (sitio control, 1 y 2) hay mayor porcentaje de arena en comparación a las

partículas de arcilla y limo, lo cual tiene como consecuencia, la disminución de la capacidad

de retención de agua en ambas épocas en comparación al sitio 4.

La CRA del sitio control no presenta una gran diferencia en comparación al sitio 4 que es el

sitio que tiene mayor CRA, esto se debe a que en el sitio control, las partículas minerales están

muy bien distribuidas y que se encuentra en proporciones casi similares, con una diferencia

del 10% de los valores obtenidos para cada tipo de partícula mineral.

El sitio 2 en ambas épocas presenta una diferencia en la composición mineral, para la época de

lluvias hay mayor contenido de minerales de arena, para la época de secas hay mayor



presencia de minerales de limo, estos datos contribuyen en la CRA, teniendo un 83% de CRA

en época de secas y disminuyendo para la época de lluvias con una CRA de 76%.

Sousa et al (2008), realizaron estudios en suelo bajo diferentes perturbaciones antropogénicas,

uno de los parámetros físico-químicos que analizaron es la capacidad de retención de agua,

obteniendo valores de CRA de 74.1% para un parque urbano, 6.38% para un bosque de pino

que sufrió un incendio, 32.4% para una zona de agricultura, 23.2% para una zona industrial y

81.4% para una zona minera. Los valores más altos de CRA correspondieron a la zona minera.

De acuerdo a los resultados obtenidos para los suelos del Municipio de Natividad, se puede

observar que éstos se aproximan al porcentaje de capacidad de retención de agua reportada por

Sousa y colaboradores lo cual permite corroborar la correlación entre dos sitios que han sido

impactados por las mismas actividades, que en este caso es la explotación de los recursos

minerales (Oro y Plata).

8.5. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA

La conductividad eléctrica (CE) en los suelos estudiados para la época de lluvias está en el

intervalo de 0.20-0.77 dS.m-1, para la época de secas la conductividad eléctrica se encuentra

entre 0.001-0.42 dS.m-1, poniendo de manifiesto la escasa presencia de sales en estos suelos.

La Norma Oficial Mexicana NOM-021 SEMARNAT-2000 (tabla 6) establece que cuando la

CE es menor a 1.0 el suelo tiene efectos despreciables de salinidad, lo cual incide para estos

suelos de acuerdo a los resultados obtenidos.

Para las dos épocas muestreadas los valores más altos fueron obtenidos en la época de lluvias

con un valor máximo de 0.77 dS.m-1 (tabla 5), mientras que en la época de secas se obtuvo un

valor de 0.42 dS.m-1 esto concuerda con los análisis estadísticos ya que entre época presentan

diferencias significativas. Esta variación se debe a la presencia de agua en estos suelos por la

alta precipitación pluvial que hay en la zona de estudio en la temporada de lluvias.



Considerando que los suelos de los sitios 1, 2 y 3 están cercanos al nivel del río y dado que en

éstos se tiene un mayor contenido de agua, en estos sitios se encuentra una mayor

concentración de iones a la que se tiene en el sitio control en el cual el contenido de agua en el

suelo es menor.

Tabla 6. Interpretación de la conductividad eléctrica (NOM-021-SEMARNAT-2000)

8.6. CARBONO

El carbono orgánico en el suelo se relaciona directamente con la cantidad y disponibilidad de

nutrientes en éste, la cantidad de carbono orgánico del suelo no depende únicamente de las

condiciones ambientales, sino que es afectado fuertemente por el manejo que se le da a estos

suelos. El contenido de carbono orgánico en época de secas para los sitios de interés,

presentan valores inferiores o los obtenidos en la época de lluvias (Tabla 7).

En las épocas de lluvias y secas el suelo con una concentración máxima de carbono orgánico

es el sitio 4. Estos resultados están muy relacionados con lo que es la textura del suelo y en

particular con el porcentaje del tamaño de las partículas. El suelo del sitio 4 tiene un

porcentaje de arcilla de 47%, es el único sitio que presenta alto porcentaje de arcilla teniendo

como clase textural arcillosa. Este tipo de suelo se caracteriza por la capacidad de retener

CE dS.m-1 a 25 °C Efectos

< 1.0 Efectos despreciables de la salinidad

1.1-2.0 Muy ligeramente salino

2.1-4.0 Moderadamente salino

4.1-8.0 Suelo salino

>16.0 Muy fuertemente salino



mayor cantidad de agua y nutrientes, lo cual favorece la producción de biomasa y

consecuentemente un mayor contenido de carbono orgánico.

Tabla 7. Contenido de Carbono y Nitrógeno en los suelos de Natividad

g Carbono.kg-1 suelo seco Nitrógeno total

C/N

Época Orgánico Inorgánico Total g.kg-1 s.s.

Sitio control

Lluvias 43.89 ±0.00 aA 0.96 ±0.00 aA 44.85 2.63 ±0.10 aA 17.05

Secas 23.60 ±0.57 bB 0.48 ±0.00 aB 24.08 0.45 ±0.00 aB 53.11

Sitio 1 Lluvias 33.58 ±0.58 d A 0.48 ±0.00 e A 34.06 1.76 ±0.02 cA 19.35

Secas 22.94 ±.72 b B 0.24 ±0.00 d B 22.68 0.34 ±0.05 cB 66.70

Sitio 2 Lluvias 45.22 ±1.15 b A 0.60 ±0.00 d A 45.82 1.69 ±0.009 cd A 27.11

Secas 47.88 ±0.00 a B 0.57 ±0.06 b A 48.45 0.98 ±0.00 b B 49.43

Sitio 3 Lluvias 21.94 ±0.00 e A 0.84 ±0.00 b A 22.78 0.45 ±0.01 e A 50.62

Secas 17.95 ±0.00 c B 0.42±0.00 ac B 18.37 0.30 ±0.00 c B 61.23

Sitio 4 Lluvias 52.53 ±0.58 a A 0.72 ±0.00 c A 53.25 4.47 ±1.06 b A 11.91

Secas 48.54 ±1.15 a B 0.38 ±0.00 c B 48.92 1.39 ±0.04 d B 35.19

Los valores son el promedio de tres repeticiones ± desviación estándar. Valores con la misma letra no son significativamente diferentes (P<0.05 prueba LSD) letras minúsculas indican diferencias entre sitios. Letras mayúsculas indican diferencias entre temporada de lluvia y estiaje para el mismo sitio.

En ambas épocas, el sitio 3 tiene una concentración baja de carbono orgánico debido a que el

suelo de este sitio se clasifica como franco arenosa, la proporción de arenas provoca que las

partículas de carbono orgánico sean trasladadas hacia los perfiles del fondo, lo que puede

generando baja retención de materia orgánica y por tanto baja concentración de carbono

orgánico.



Según lo referido por Lynch y Panting (1980) la diferencia en la cantidad de carbono orgánico

de un suelo en el mismo sitio o lugar en dos épocas estacionales, se puede atribuir al

crecimiento de cultivos o raíces, y a la cantidad y tipo de vegetación. Los resultados obtenidos

por estos investigadores puede justificar las variaciones de carbono orgánico entre épocas en

los cinco sitios investigados, lo cual se justifica además por lo que en los sitios de estudio en la

época de lluvias se observó una mayor cobertura vegetal que en la época de secas.

El contenido de materia orgánica (Tabla 8) en el suelo tiene el mismo comportamiento que el

contenido de carbono orgánico. Los valores de carbono total fueron mayores para la estación

de lluvias. En ambas épocas investigadas, los sitios 2 y 4 tienen un contenido mayor de

carbono orgánico.

Tabla 8. Contenido de materia orgánica en suelos de Natividad

% de materia orgánica

Época de lluvias Época de secas

Sitio control 7.22 ±0.00 cA 4.03 ±0.09 bB

Sitio 1 5.52 ±0.09 d A 3.86 ±0.29 b B

Sitio 2 7.44 ±0.18 b A 8.06 ±0.00 a B

Sitio 3 3.61 ±0.00 e A 3.02 ±0.00 c B

Sitio 4 8.64 ±0.11 a A 8.17 ±0.19 a B

Los valores son el promedio de tres repeticiones ± desviación estándar. Valores con la misma letra no son significativamente diferentes (P<0.05 prueba LSD) letras minúsculas indican diferencias entre sitios. Letras mayúsculas indican diferencias entre temporada de lluvia y estiaje para el mismo sitio.

Hernández y Pastor (2008) realizaron un estudio sobre la relación entre la biodiversidad

vegetal y la biodisponibilidad de metales pesados que cubren una mina abandonada analizando

las propiedades del suelo, una de las propiedades de interés es el contenido de materia

orgánica; estos autores reportan el porcentaje de materia orgánica de nueve suelos, los valores



encontrados estuvieron entre 1.9-7.2 %. Los valores encontrados en los suelos de Natividad,

Ixtlán, son similares a los obtenidos por estos autores.

En época de secas se tiene un intervalo de 3.02-8.17 % de materia orgánica y de 3.61-8.64 %

de materia orgánica en época de lluvias, la clasificación que hace la NOM-021-SEMARNAT-

2000 en base a la materia orgánica (tabla 9), ubica a los suelos de Natividad como suelos no

volcánicos. En la época de lluvias, los sitios 1 y 3 tienen un contenido alto de materia

orgánica, el sitio control y los sitios 2 y 4 entran en la clasificación de porcentaje de materia

orgánica muy alto.

En época de secas el sitio control y los sitio 1, y 3 se clasifican, de acuerdo al contenido de

materia orgánica como suelos con alto contenido de materia orgánica, el sitio 2 y el sitio 4 al

tener porcentajes mayores a 6, se clasifican como suelos con muy alto en contenido de materia

orgánica. Los resultados de materia orgánica de los suelos de Natividad se pueden apreciar en

la tabla 8

Tabla 9. Valores de referencia para clasificar la concentración de materia orgánica en

suelos minerales y volcánicos (NOM-021-SEMARNAT-2000)

Clase Materia orgánica (%)

Suelos volcánicos

Materia orgánica (%)

Suelos no volcánicos

Muy bajo < 4.0 < 0.5

Bajo 4.1-6.0 0.6-1.5

Medio 6.1-10.9 1.6-3.5

Alto 11.0-16.0 3.6-6.0

Muy Alto >16.1 >6.0

Alexander (1980) manifiesta que en terrenos que no han sido perturbados, el contenido de

materia orgánica permanece relativamente constante; sabiendo que los suelos de Natividad

han sufrido un impacto por la actividad minera que se remota desde hace 200 años, se espera



que los suelos analizados tengan una variedad en cuanto al contenido de materia orgánica, así

como de carbono orgánico e inorgánico, lo cual ocurrió para la mayor parte de los sitios

estudiados, ya que éstos muestran una gran diferencia en cuanto al contenido de carbono

orgánico e inorgánico en las dos épocas climáticas.

8.7. NITRÓGENO TOTAL

Zarei et al., (2008) determinaron los parámetros físico-químicos de muestras de suelo en una

región minera, los resultado que obtuvieron de nitrógeno total (N total) fueron de 0.998-1.013

g.kg-1 de suelo seco, estos valores son semejantes a los obtenido en los suelos de Natividad, en

época de secas se cuantificó de 0.30-1.39 g de Nitrógeno total.kg-1de suelo seco. En la estación

de lluvias se obtuvo una concentración N total de 0.45-4.47 mg.kg-1 de suelo seco.

En las dos épocas del año, hay diferencias significativas en el contenido de nitrógeno total

teniéndose valores más altos para la temporada lluvias, en comparación con los valores

obtenidos para la temporada de secas. Esta variación se puede atribuir a que en la temporada

de lluvias hay un mayor número de comunidades microbianas aerobias lo cual incrementó el

proceso de degradación de la materia orgánica existente en el sitio. En la época de secas se

encontró menor contenido de N total, seguramente debido a las altas temperaturas que oscilan

en esta temporada, por lo cual este nutriente pudo haber sufrido un proceso de volatilización.

Groffman et al (2001) señalan que un sitio con impacto o perturbado tiene valores bajos de

Nitrógeno en comparación con un sitio intacto o no perturbado, esto puede explicar los

resultados obtenidos en los sitios muestreados en Natividad. La mayor cantidad de materia

orgánica presente en la temporada de lluvias favorece en cierta manera, la adsorción de

nutrientes como el Nitrógeno.



8.8. RELACIÓN CARBONO/NITRÓGENO

En cuanto a la relación Carbono/Nitrógeno (C/N) en los suelos de Natividad se obtuvieron

valores diferentes en ambas épocas (tabla 7).

En época de lluvias, se tiene un intervalo de 11.91-50.62 gC/gN suelo seco, mientras que en

época de estiaje se encontró un intervalo de 35.19-66.70 gC/gN suelo seco. Los valores

obtenidos más bajos corresponden a la época de lluvias, probablemente por el lavado del suelo

que sucedió en esa temporada, ya que los sitios se encuentran en zonas con grandes

pendientes.

González (2006), cita a Jeckinson (1992) señalando que los suelos con presencia de materia

orgánica humidificada de los horizontes superficiales, tienen una relación C/N comprendida

entre 10 y 14, ya que la descomposición de la materia orgánica llamada humidificación es más

lenta bajo condiciones ácidas o anaerobias. La mayoría de los suelos de Natividad tienen una

relación C/N mayor a 14, esto confirma las alteraciones existentes en las zonas muestreadas,

con estos datos de C/N se puede decir que estos sitios no tienen una buena mineralización de

la materia orgánica.



8.9. CONTENIDO DE METALES TOTALES Y SOLUBLES

Los metales pesados acumulados en la superficie del suelo se reducen lentamente mediante la

lixiviación, el consumo por las plantas y la erosión; de acuerdo a esto se esperaba que los

sitios menos contaminados fueran el sitio control debido a que este sitio se encuentra alejado

de la industria minera, y el sitio 3 por la abundancia de vegetación ribereña, aunque también

depende de otros factores como es la clase textural y la materia orgánica. En la tabla 10 se

presentan los valores de concentraciones obtenidos para cada uno de los metales en los

diferentes sitios para la época de secas.

Cabrera et al (2008) analizaron la concentración de nueve elementos traza entre los que se

encuentran el Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cromo (Cr) y Plomo (Pb) los cuales también se

analizaron en los suelos de Natividad. Las concentraciones máximas encontradas en su estudio

fueron Pb (293 mg.kg-1) y As (121 mg.kg-1), mientras que las concentraciones más bajas se

obtuvieron para Cr (32 mg.kg-1) y Cd (1.9 mg.kg-1).

Los valores obtenidos de metales pesados “totales” para la época de secas (As, Cd, Cr y Pb) en

suelos de Natividad Ixtlán, presentaron diferentes órdenes de magnitud de concentración de

metales entre sitios estudiados; para los sitios 1 y 2 (Pb>As>Cr>Cd) y para los sitios control y

4 (As>Cr>Cd) (tabla 10). Este orden de concentración coincide con los resultados obtenidos por

Cabrera (2008).

Tack y Vandecasteele (2008) citan a Capilla et al., (2006) y a Vandecasteele et al., (2002ª)

mencionando que un pH neutro, alto contenido de materia orgánica y de arcilla, favorece la

baja movilidad de los metales pesados; por lo cual se espera que los suelos de Natividad que

tengan mayor contenido de arcilla y de materia orgánica presenten una alta contaminación por

metales pesados.

El comportamiento entre los cuatro elementos estudiados para la época de secas, mostró una

correlación positiva únicamente para el Cadmio y Plomo (r 0.717, P<0.005) lo cual indica una

relación sinérgica entre los dos metales y que su dinámica en el suelo tiene el mismo

comportamiento.



Tabla 10. Concentración de metales totales y solubles en suelos de Natividad en

temporada de secas.

metales totales mg.kg-1 Suelo seco

Arsénico Cadmio Cromo Plomo

Sitio Control 308.75 ± 24.46 d B 1.50 ± 0.00 a B 44.58 ± 5.20 a B 104.02 ±1.16 a B

Sitio 1 409.05 ± 60.38 bc B 11.96 ± 2.98 bd B 43.33 ± 9.67 a B 458.38 ± 80.58 b A

Sitio 2 453.90 ± 0.91 ba B 15.10 ± 0.77 bB 61.90 ± 0.99 c B 464.32 ± 15.73 b B

Sitio 3 334.05 ± 1.13 cd B 13.65 ± 2.97 bc B 31.78 ± 1.17 d B 155.80 ± 6.06 a B

Sitio 4 492.45 ± 4.80 a B 3.45 ± 0.43 a B 102.15 ± 5.09 b B d.n.c . c B

metales solubles

mg.kg-1 suelo seco

Sitio Control 0.010 ± 0.00 d.n.c. d.n.c. 0.220 ±0.010

Sitio 1 d.n.c. d.n.c. d.n.c. 0.230 ± 0.003

Sitio 2 0.030 ± 0.00 d.n.c. d.n.c. 0.525 ±0.002

Sitio 3 d.n.c. d.n.c. d.n.c. 0.270 ±0.003

Sitio 4 d.n.c. d.n.c. d.n.c. d.n.c.

Los valores son el promedio de tres repeticiones ± desviación estándar. Valores con la misma letra no son significativamente diferentes (P<0.05 prueba LSD) letras minúsculas indican diferencias entre sitios. Letras mayúsculas indican diferencias entre temporada de lluvia y estiaje para el mismo sitio. d.n.c. detectados pero no cuantificables. n.d. no detectado.

En la época de secas el contenido más alto de materia orgánica es para el sitio 2 y el sitio 4, los

cuales también son los sitios que presentan las mayores concentraciones de los metales

analizados. Para el sitio 2 se encontraron concentraciones de 453.90 mg.kg-1 para As, 15.10

mg.kg-1 para Cd, 61.90 mg.kg-1 para Cr y 464.62 mg.kg-1 para Pb. Mientras que para el sitio 4

los únicos metales con elevadas concentraciones son el As (492.45 mg.kg-1) y el Cr (102.15

mg.kg-1). Estos resultados se sustentan por la presencia de materia orgánica que hace que los

metales pesados queden retenidos en ésta, como lo indica Tack y Vandecasteele.

Para la época de lluvias los órdenes de magnitud de concentración de metales pesados en los

suelos estudiados son Pb>As>Cr>Cd en los sitios 1, 2, 3 y el sitio control (tabla 11) los cuales



coinciden con la época de secas, mientras que para el sitio 4 se tiene un orden de

concentración de As>Cr>Pb>Cd. El sitio 4 tiene mayor contenido de Arsénico, esta alta

concentración posiblemente se deba a la presencia de grupos hidroxilos libres, óxidos de

Hierro y Aluminio; la presencia de estos óxidos se suele correlacionar positivamente con los

minerales de arcilla en el suelo. (Carbonell et al., 1995). Los hidróxidos de Aluminio, de

Hierro y de Manganeso juegan un papel importante en la inmovilización por sorción de

Arsénico, lo que contribuye a tener un mayor contenido de este metal en el sitio por la

abundancia de arcilla.

Tabla 11. Concentración de metales totales y solubles en suelos de Natividad en

temporada de lluvias.

metales totales mg.kg-1 Suelo seco

Arsénico Cadmio Cromo Plomo

Sitio Control 15.85±0.05 d A d.n.c. c A 6.98 d ±0.48 d A 16.45±0.21 c A

Sitio 1 89.18±4.85 bA 6.38±0.25 a A 18.60±1.40 b A 358.45±10.70 a A

Sitio 2 29.55±9.77 c A 2.41±0.54 b A 21.56±1.84 a A 250.32±0.53 b A

Sitio 3 128.70±9.45 a A 6.31±0.25 a A 11.76±0.35 c A 197.80±0.14 b A

Sitio 4 23.18±1.66 cd A d.n.c. c A 21.83±0.43 a A 20.40±0.70 c A

metales solubles mg.kg-1 Suelo seco

Sitio Control 0.02±0.00 d.n.c. 0.012±0.0003 0.005±0.000

Sitio 1 d.n.c. n.d. 0.010±0.0000 0.077±0.003

Sitio 2 d.n.c. n.d 0.012±0.0030 0.110±0.007

Sitio 3 d.n.c. 0.005±0.00 0.005±0.0000 0.040±0.001

Sitio 4 d.n.c. d.n.c. 0.110±0.0071 0.020±0.003

Los valores son el promedio de tres repeticiones ± desviación estándar. Valores con la misma letra no son significativamente diferentes (P<0.05 prueba LSD) letras minúsculas indican diferencias entre sitios. Letras mayúsculas indican diferencias entre temporada de lluvia y estiaje para el mismo sitio. d.n.c. detectados pero no cuantificables. n.d. no detectado



Las mayores concentraciones de metales solubles en la época de lluvias, fueron Cromo (0.005-

0.110 mg.kg-1) y Plomo (0.005-0.110 mg.kg-1) y para la época de secas fueron Arsénico

(0.018-0.032 mg.kg-1) y Plomo (0.220-0.525 mg.kg-1). García y Dorronsoro (n.d.) señalan al

pH como factor esencial para el comportamiento de los metales pesados en el suelo. La

mayoría de los metales tienden a estar más disponibles a pH ácido, excepto As, Mo, Se y Cr,

los cuales tienden a estar más disponibles a pH alcalino, razón por la cual, las concentraciones

de As y Cr solubles quienes son potencialmente biodisponibles, fueron mayores en los sitios

muestreados para la temporada de lluvias.

De acuerdo a los análisis estadísticos para la época de lluvias se encontró una correlación

altamente significativa (r 0.929, P<0.0001) entre el As total y el Cd total, lo que indica un

efecto sinérgico que favorece la movilidad de ambos metales. Una relación similar se encontró

para el Cd y Pb total (r 0.857, P<0.0001).



8.9.1. CUANTIFICACIÓN DE ARSÉNICO EN LOS SUELOS DE NATIVIDAD

Los resultados descritos en la gráfica siguiente (Fig. 9) muestran la presencia de Arsénico (As)

en cada uno de los suelos examinados del Municipio de Natividad, la concentración de As

para la época de secas y lluvias de acuerdo al análisis de varianza presentan diferencias

significativas en cuanto a su concentración de metales pesados entre los cinco sitios.

Wild (1974) señala que el As se encuentra frecuentemente asociado al Oro y al Antimonio,

causa por la cual, se encuentran valores altos de concentración de Arsénico, ya que la mina

localizada en este Municipio ha estado extrayendo principalmente Oro y Plata.

Figura 9. Concentración de Arsénico total en suelos de Natividad en temporada de

lluvias y secas.

0

100

200

300

400

500

600

Sitio Control

Sitio 1 Sitio 2 Sitio 3 Sitio 4

mg

As

kg

-1su

elo

se

co

Concentración de Arsénico

lluvia

Secas

NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004



Las diferencias significativas de concentración de As en las dos épocas estudiadas son de gran

importancia para conocer el comportamiento del metal en el medio ambiente, ya que los datos

estadísticos muestran que en temporada de lluvia hay mayor movilidad del As en el suelo

pudiendo ingresar a los cultivos y a cuerpos de agua y de esta manera convertirse en un

elemento tóxico para los organismos vivos, en especial para el ser humano, ya que el As puede

provocar cáncer.

El contenido de Arsénico, en la época de estiaje tuvo un valor mínimo de 308.75 mg.kg-1 y un

valor máximo de 492.45 mg.kg-1. Para la época de lluvias la concentración mínima de

Arsénico fue de 15.85 mg.kg-1, y la concentración máxima fue de 128.70 mg.kg-1 (Fig. 9). Esta

variación entre ambas épocas del año se debe a las altas precipitaciones que se presentaron en

los meses de julio-diciembre (época de lluvias) provocando la lixiviación del Arsénico hacia

las profundidades del suelo.

De acuerdo a los resultados obtenidos, el sitio control, que es considerado como referencia,

muestra un impacto por los residuos generados por esta industria minera, aunque, de acuerdo a

la comunidad, éste es un sitio que no ha tenido impacto y por lo cual se esperaba no encontrar

altas concentraciones de As. Mediante la realización de este estudio se encontró que el sitio

presenta altas concentraciones de Arsénico, superando la concentración natural de As en suelo

(1 a 10 mg.kg-1) Emsley (2003). Esto se debe a que los metales pesados son muy dinámicos

aunque el suelo es el principal sumidero, por lo cual estos pueden migrar a grandes distancia y

a otros medios.

Carbonell et al., (1995) mencionan que la textura del suelo afecta la capacidad de adsorción

del As, las fracciones de arena y limo tienen una capacidad de adsorción bastante reducida

debido a su baja área superficial. Mientras que la arcilla es el principal adsorbente por la

presencia de óxidos de Hierro y Aluminio. En la época de secas el valor más alto se obtuvo

para el sitio 4 con una concentración de 492.45 mg.kg-1de As, predominando en este sitio la

presencia de arcillas 47.72 %, siendo este material el responsable de la retención del As.

Aunque esto no es el caso para el sitio control, que aunque presenta alto contenido de arcilla,

los valores de adsorción de As son menores en comparación con los otros sitios por lo que el



sitio control es un sitio que no tiene una relación directa con los impactos mineros, pero por el

transporte de partículas ha sido afectado.

Fernández Turiel et al., (2001) citados por Razo et al., (2004) mencionan que el valor de pH

que presenta un suelo juega un papel importante en la movilidad de los metales pesados. Los

elementos como el As, Cu, y Zn presentan una mayor movilidad debido a la solubilidad

relativa de los complejos que se pueden formar en suelos neutros o alcalinos.

El pH de los suelos de Natividad es medianamente alcalino, por lo cual, de los cuatro

elementos analizados, y de acuerdo al párrafo anterior, el As, es el único elemento que

presenta una mayor movilidad.

Con los análisis estadísticos se encontró una correlación perfectamente negativa (r -0.944,

P<0.0001) entre el Arsénico, materia orgánica y carbono orgánico para la época de lluvias lo

que indica que para esta temporada el contenido de materia orgánica juega un papel

importante en la adsorción del arsénico, mientras que para la temporada de secas no existe una

correlación entre la materia orgánica y el Arsénico teniendo en cuenta que para esta temporada

el contenido de materia orgánica es menor a la de la temporada de lluvias.

La capacidad de retención de agua en ambas épocas tienen una correlación significativa con el

Arsénico, teniendo para la época de lluvia una correlación de (r-0.946, P<0.0001), y para la

época de secas (r -0.923, P<0.0001), lo que indica que a mayor retención de agua hay menores

concentraciones de Arsénico en suelo, por lo que en suelos húmedos hay mayor desarrollo de

comunidades microbianas que pueden reducir la concentración de Arsénico en el suelo.

En la figura 9 se puede observar que de acuerdo a la norma oficial mexicana NOM-147-

SEMARNAT/SSA1-2004 para la época de secas todos los sitios estudiados sobrepasan el

límite máximo de concentración de Arsénico en suelos para uso agrícola/residencial/comercial

(tabla 12). Los sitios sobrepasan de 14-22 veces el valor establecido en la normatividad

mexicana, lo cual indica que los sitios están contaminados, existiendo un riesgo al cual está

expuesta la población humana generando específicamente efectos adversos a la salud. La

norma indica que cuando se rebasa esta concentración es necesario realizar una técnica de



remediación de suelos para reducir la concentración de dicho contaminante. La EPA (1992)

emplea promedios entre 100-1000 mg.kg-1 (tabla 13) para un suelo superficial, clasificándolos

como excesivamente fitotóxicos. En la zona de estudio el intervalo de concentraciones de

Arsénico en la superficie va de 308.75 a 492.45 mg.kg-1 estos valores entran dentro de los

valores establecido por la EPA lo que da una evidente idea del nivel alto de As que tienen

estos suelos en la época de secas y el problema que representa para el ecosistema.

En cuanto a la época de lluvias, las concentraciones de metales encontradas en los suelos de

Natividad también están por encima de lo establecido por la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-

2004 excluyendo al sitio control, lo cual indica que para esta temporada del año también

existen riesgos para la salud humana y el ecosistema, el sitio 3 es el único que se encuentra en

el intervalo establecido por la EPA, considerándolo como sitio excesivamente fitotóxico.

En la tabla 14 se muestran las concentraciones totales de los metales de interés utilizadas

como niveles de referencia en algunos países del mundo incluyendo México. Los niveles

establecidos por la PROFEPA para México son de los valores más estrictos, aplicándose de

manera general en todo el territorio nacional sin tomar en cuenta que los suelos varían de un

lugar a otro. México establece un valor de concentración 20 mg.kg-1 para Arsénico,

considerado ésta ya como un riesgo a la salud humana y la existencia de riesgo ecológico. El

país que considera un valor mínimo de niveles de referencia para la identificación de suelos

contaminados es Canadá con un valor de 12 mg.kg-1 de Arsénico indicando la existencia de los

dos riesgos mencionados anteriormente. Para las dos épocas estudiadas en este trabajo, los

sitios analizados rebasan este límite.



Tabla 12. Concentración Total de Referencia de As, Cd, Cr y Pb para remediación de

suelos contaminados (NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004).

Contaminante Uso agrícola/residencial

/comercial (mg.kg-1)

Arsénico 22

Cadmio 37

Cromo hexavalente

280

Plomo 400

Tabla 13. Concentración de metales y no metales (elementos traza) en suelo superficial

considerado como sitios excesivamente fitotóxicos. (EPA, 1992).

Elemento Suelo superficial (mg.kg-1)

Arsénico 100-1000

Cadmio 3-10

Cromo 2-10

Plomo 50-100



Tabla 14. Concentraciones totales de Arsénico (As), Cadmio (Cd) y Plomo (Pb),

utilizadas como niveles de referencia para la identificación de suelos contaminados en

algunos países del mundo. (Gutiérrez-Ruiz et al., 2007).

País As

(mg·kg-1)

Cd

(mg·kg-1)

Pb

(mg·kg-1)

FUENTE

Criterio RSH RE RSH RE RSH RE

Holanda 576 85 28 13 622 580 RIVM (2001)

Australia 100 20 20 3 300 300 DEP (2001)

Canadá 12 12 10 1.4 140 70 CEQG (2002)

EUA 22 60 37 20 400 500 US-EPA (2002)*;

ORNL (1997)

México 20 20 20 20 200 100 PROFEPA (2000)

RSH: riesgo a la salud humana; RE: riesgo ecológico; *: En los Estados Unidos de Norte América (EUA), los niveles de referencia varían entre las diferentes regiones. En esta tabla se presentan los que corresponden a la región 9 (Arizona, California, Hawái e Islas del Pacífico).



8.9.2. CUANTIFICACIÓN DE CADMIO EN LOS SUELOS DE NATIVIDAD.

Emsley (2003) señala que los suelos tienen un contenido muy variable de Cadmio (Cd), pero

en promedio hay una concentración natural de 1 mg.kg-1 de Cadmio en el suelo. Los sitios de

Natividad de acuerdo a la gráfica (Fig. 10) están muy por arriba de este valor, lo cual nos

indica que los suelos de Natividad están contaminados con Cadmio.

Figura 10. Concentración de Cadmio total en suelos de Natividad en temporada de

lluvias y secas.

El Contenido de Cd en el suelo está en principio asociado con el material originario, sin

embargo, por las actividades mineras ha ido aumentando. Para esta zona de estudio la

concentración de Cd en los cinco sitios varía para la época de lluvias, teniendo un intervalo de

2.41-6.38 mg.kg-1 en los sitios 1, 2 y 3, mientras que para el sitio control y el sitio 4 no se

observa la presencia de este metal (Fig. 10), lo que probablemente se deba a que el sitio

control tiene mayor contenido de minerales de arena, los cuales mantienen espacios grandes

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Sitio Control


mg

Cd

. kg

-1su

elo

se

co

Concentración de Cadmio

lluvia

Secas




entre partículas que facilitan el paso del agua en el suelo y por tanto la migración de los

metales pesados hacia horizontes más profundos y a cuerpos de agua, por lo que se presume

que el Cd sufrió un proceso de lixiviación resultando imposible su cuantificación en estos

sitios, además de que estos dos sitios, son los más alejados de la zona de depósito de los

residuos mineros (jales), (Fig. 6).

En la época de secas se reportaron mayores concentraciones de Cd con respecto a las

encontradas en la época de lluvias, teniendo un intervalo de 1.50-15.10mg.kg-1. Las

concentraciones de Cd más altas corresponden a los sitio 1, 2 y 3 (11.96-15.10 mg.kg-1) y las

concentraciones más bajas se encontraron en el sitio 4 (3.45 mg.kg-1) y el sitio control (1.50

mg.kg-1). Para las dos épocas analizadas en el sitio control y el sitio 4 se obtuvieron valores

mínimos de concentración de Cd, mientras que para el sitio 1, 2 y 3 se encontraron los valores

más altos de concentración, debido a que estos sitios se encuentran cerca de la zona donde

están depositados los residuos mineros.

Li-Teh (2007), indica que el Cd es un metal que tiene una fuerte tendencia de bioacumulación,

esto porque sus características químicas son similares al Zinc. El Cd se absorbe fácilmente en

los seres humanos, tejidos de plantas y en los animales. Este elemento es tóxico para todos los

organismos y puede entrar al cuerpo humano en diferentes formas, por lo cual, aunque esté en

pequeñas concentraciones existe un riesgo para la población humana.

En el análisis de correlación, se observó que el Cd tiende a inmovilizarse con el incremento en

materia orgánica y que tal comportamiento se ve afectado con la mineralización de ésta (r-

0.944, P<0.0001).

En las figuras 11 y 12, que muestran al sitio 4, se pueden observar la diferencia que hay en la

cobertura vegetal entre cada época del año. Para la época de lluvias debido a la presencia de

vegetación en este sitio, se asume que el Cd es absorbido por la vegetación existente en la

zona; mientras que para la época de secas se puede observar que la vegetación está en un

proceso de descomposición, por lo cual se puede asumir que los elementos estudiados en este

trabajo (As, Cd, Cr y Pb) que fueron adsorbidos y absorbidos por las plantas están siendo



liberados o están regresando al suelo, lo que causa un aumento en la concentración de los

metales pesados estudiados en cada sitio muestreado.

En el área de estudio el contenido de Cadmio total para la época de secas se encuentra en un

intervalo de concentración de 1.50-15.10 mg.kg-1, y para la temporada de lluvias se encuentra

en un intervalo de 0-6.38 mg.kg-1 por lo que los datos estadísticos indican que la concentración

de Cadmio entre las dos temporadas son significativamente diferentes, en la figura 10 se puede

observar, que con respecto a la Norma Oficial Mexicana NOM-147-SEMARNAT/SSA1-

2004, que establece criterios para determinar las concentraciones de remediación de suelos

contaminados por Arsénico, Bario, Berilio, Cadmio, Cromo hexavalente, Mercurio, Níquel,

Plata, Plomo, Selenio, Talio y/o Vanadio; el contenido de Cd permisible, está muy por arriba

de lo obtenido en el Municipio de Natividad Ixtlán. De acuerdo a los resultados, para las dos

épocas y haciendo referencia a la norma mexica antes mencionada, se puede considerar que no

existe riesgo de que se generen efectos adversos a la salud. Otras de las comparaciones que se

hizo es con las concentraciones de metales reportada por la Agencia de Protección al

Ambiente de Estados Unidos, EPA (1992) donde se establecen niveles de 3-10 mg.kg-1 de Cd

para un suelo superficial, catalogándolos como excesivamente fitotóxicos. En la época de

Figura 11. Sitio 4 en época de secas. Figura 12. Sitio 4 en época de lluvias.



lluvias los únicos sitios que se encuentran dentro de este intervalo de concentración son los

sitios 1 y 3. En la época de secas son los sitios 1, 2, 3 y 4 se encuentran en este intervalo de

concentración; lo que indica el grado de contaminación de esta zona y un problema potencial

para los organismos que habitan en este ecosistema.

En la tabla 14 se muestra la concentración de Cd utilizada como nivel de referencia en algunos

países para identificar suelos contaminados. En éste se observa que Canadá, es el país que

establece la concentración más baja, seguido por Australia y en tercer lugar se encuentra

México, país que hace referencia a una concentración de 20 mg.kg-1 de Cd para considerarlo

como un riesgo a la salud humana y ecológico. La concentración de Cd en el Municipio de

Natividad se cuantificó con valores menores de Cadmio en los cinco sitios muestreados en

ambas épocas.

La absorción de Cadmio por las plantas y la ingestión por los seres humanos depende de la

biodisponibilidad de Cd en el suelo (Yong, 2001 citado por Amini et al., 2005). En la zona de

estudio únicamente para la época de lluvias se pudo cuantificar el Cd biodisponible en la parte

soluble del suelo, que corresponde el sitio 3 teniendo un valor de 0.005 mg.kg-1, en los otros

sitios únicamente se pudo detectar la presencia de Cd pero no fue posible cuantificar la

concentración. Este elemento se encuentra dentro de la clasificación de metales pesados sin

función biológica conocida, motivo por el cual aunque se encuentre en concentraciones muy

bajas y de acuerdo a Amini et al., (2004) el Cadmio es un metal altamente tóxico y

cancerígeno.



8.9.3. CUANTIFICACIÓN DE CROMO EN LOS SUELOS DE NATIVIDAD.

Emsley (2003) indica que el Cromo (Cr) en el ambiente se encuentra de forma natural en el

suelo con una concentración de 1 a 450 mg.kg-1, teniendo una media de 50 mg.kg-1. Los

valores de Cr obtenidos para la zona de estudio se encuentran dentro de los valores reportados

como concentraciones naturales en el ambiente. En este estudio únicamente se cuantificó el

Cromo total presente.

En las dos épocas climáticas, la concentración de Cromo cambia drásticamente teniendo

valores más altos para la época de secas en los cinco sitios (Fig. 13).

Figura 13. Concentración de Cromo total en suelos de Natividad en temporada de lluvias

y secas.

0

50

100

150

200

250

300

Sitio Control


mg

Cr

kg

-1su

elo

se

co

Concentración de Cromo

lluvia

Secas




Hernández y Pastor (2008), realizaron un estudio de nueve suelos de una mina abandonada

cuantificando la concentración de metales pesados, obteniendo concentraciones para Cromo de

2.70-35.70 mg.kg-1, encontrando, como en el caso de Natividad, una variación en el contenido

de Cr en cada suelo.

La concentración de Cr en la época de lluvias muestra como valor mínimo de concentración

6.98 mg.kg-1 que corresponde al sitio control y el valor máximo se obtuvo en el sitio 4 con una

concentración de Cromo de 21.83 mg.kg-1. En relación a la temporada de secas se obtuvo un

valor mínimo de concentración de 31.78 mg.kg-1 que concierne al sitio 3, y el valor máximo se

registró para el sitio 4 con una concentración de Cr 102. 15 mg.kg-1.

En el caso del Cromo, la especiación química es importante, porque el Cr (VI) es mucho más

tóxico que el Cr (III) para las plantas, animales y microorganismos (Kimbrough et al., 1999

citado por Shi et al. 2002). Aunque el Cromo es un oligoelemento, si se encuentra como Cr

(VI) es tóxico. Aunque los suelos de Natividad tienen bajas concentraciones de Cromo, hay

que considerar que no se sabe en qué estado de oxidación se encuentra este elemento.

En la figura 13 se pueden observar las comparaciones que se hacen con la NOM-147-

SEMARNAT/SSA1-2004, los valores obtenidos para las dos épocas del año están muy por

debajo de esta norma mexicana, considerando a estos sitios no contaminados por Cromo, por

lo cual no requieren de una remediación para este metal. Esta norma tiene como límite

permisible una concentración de Cr de 280 mg.kg-1 pero como Cromo hexavalente, dicha

norma se tomó de referencia porque no existe otra norma mexicana que considere al Cromo

total.

La concentración de metales y no metales en suelo superficial considerados como sitios

excesivamente fitotóxicos establecido por la EPA (1992), considera para el Cromo una

concentración de 2-10 mg.kg-1. Los valores obtenidos de Cromo en los suelos de Natividad

sobrepasan el intervalo establecido por dicha agencia, por lo cual se considera el sitio como

contaminado, aunque la norma oficial mexicana establezca lo contrario, mencionando que el

Cromo es un metal que se puede bioacumular en los organismos y con el paso del tiempo este



metal se biomagnifica afectando a la población humana, quien se encuentra en el último

eslabón de la red trófica.

El Cromo potencialmente biodisponible que se analizó en la fracción soluble del suelo, solo se

puedo cuantificar en la época de lluvias.

8.9.4. CUANTIFICACIÓN DE PLOMO EN LOS SUELOS DE NATIVIDAD.

Particularmente, la contaminación de un suelo por Plomo (Pb) es de preocupación ya que éste

presenta un alto tiempo de residencia en el suelo, estableciéndose un equilibrio dinámico con

la hidrosfera, atmósfera y biosfera y de esta forma alterando el ecosistema, incluyendo al ser

humano (Huang, 1999 citado por Sierra, 2006).

Los resultados de cuantificación de Plomo (Fig. 14) muestran que en los suelos de Natividad

hay concentraciones altas de este elemento.

Figura. 14 Concentración de Plomo total en suelos de Natividad en temporada de lluvias

y secas.

0

100

200

300

400

500

600

Sitio Control


mg

Pb

kg

-1su

elo

se

co

Concentración de Plomo

lluvia

seca




Emsley (2003) en su libro Nature’s Building Blocks an A-Z Guide to the Elements, hace

mención que hay una concentración natural de Plomo en el ambiente; para el suelo una

concentración natural de Plomo es de aproximadamente de 23 ppm. Para este estudio, en las

dos temporadas los únicos sitios que no alcanzan este valor de concentración es el sitio control

y el sitio 4, los otros sitios sobrepasa este nivel de concentración de Plomo en suelo.

Puga et al., (2006) realizaron estudios de un suelo contaminado por metales pesados a

diferentes profundidades y a diferentes distancias, reportando resultados para Pb arriba de

1000 ppm en la parte superficial a una distancia de 300 m, el sitio más cercano a la zona de

depósito de residuos mineros, mientras que a una distancia a 3000 m, el sitio más retirado de

los residuos mineros, se encontraron concentraciones de Plomo de 706 mg.kg-1.

En cuanto a la profundidad se observó que el Plomo en lugares cercanos a los jales tuvo una

concentración más alta a mayor profundidad y en el resto de los sitios tiende a ir

disminuyendo conforme se va alejando de la fuente de origen. Las concentraciones de Plomo

encontradas en los suelos de Natividad se pueden relacionar con los resultados obtenidos por

Puga y colaboradores. De acuerdo a la figura 14, se observa que el sitio control y el sitio 4 son

los que contienen las menores concentraciones de Pb en las dos épocas del año, justamente

estos sitios se encuentran alejados de la fuente de origen (residuos de jales) como lo reportan

Puga y colaboradores en sus resultados al hacer el análisis de contaminación por Plomo con

respecto a la distancia en cuanto al punto de origen de la contaminación.

Los metales como el Plomo presentan una baja movilidad en los suelos alcalinos, debido a la

formación de sales insolubles (Razo et al, 2004). Esto concuerda con los valores obtenidos

para las dos temporadas estudiadas (tablas 10 y 11), ya que se puede observar que de las

mayores concentraciones obtenidas de los cuatro metales analizados (As, Cd, Cr y Pb), el

Plomo es el elemento que se cuantificó con una concentración mayor quizá debido a esta baja

movilidad que presenta, ya que los suelos analizados son suelos alcalinos. Además de que en

ambas épocas se cuantificó el Plomo biodisponible con valores de concentración menores a

0.6 mg.kg-1 de Pb.



Emsley (2003) hace referencia a que hay dos componentes del medio natural que aseguran que

la mayor parte del Plomo en el planeta se mantiene inmóvil, el azufre (como S2-) y el fósforo

(como PO43-), forman compuestos de Plomo que son muy insolubles, se puede aludir que en

los sitios de Natividad hay una concentración de estos compuestos químicos por lo cual se

encontró mayor concentración de Plomo comparado con otros metales analizados.

Hernández y Pastor (2008), realizaron estudios de suelo en una mina abandonada

cuantificando la concentración de Plomo en nueve suelos, obteniendo un valor mínimo de 2.9

mg.kg-1 y un valor máximo de 294 mg.kg-1, considerando que la zona está cubierta por

pastizales intercalados con algunas especies de Quercus y matorral. La concentración de

Plomo para los suelos de Natividad en la época de lluvias tuvo un valor mínimo de

16.45mg.kg-1 en el sitio control, y el valor máximo para el sitio sitio1 con una concentración

de Plomo de 358.45 mg.kg-1.

En comparación con la época de estiaje (Fig. 14), las concentraciones de Pb son mayores,

teniendo un valor mínimo de 104.02mg.kg-1 en el sitio control, y un contenido máximo de

Plomo de 464.32 mg.kg-1 para el sitio 2. En ambas épocas del año las concentraciones más

bajas corresponden al sitio control.

Los metales analizados mostraron diferencias significativas (GLM y LSD; SAS, 2002) para el

mismo sitio en los dos diferentes tiempos de muestreo (lluvias y estiaje); con excepción del

Plomo que presentó los mismos valores, debido probablemente a su muy baja movilidad. Sin

embargo pese a esto, no debe subestimarse su toxicidad, aún a muy bajas concentraciones.

Se observaron variaciones con los resultados obtenidos por Hernández y Pastor (2008), estas

variaciones se deben a que, en los sitios donde realizaron sus muestreos son sitios con una

mayor diversidad de especies vegetales, en especial el sitio está cubierto por pastizales,

haciendo mención que los pastos son el género más adecuado para la fitorremediación de

formas orgánicas e inorgánicas de metales pesados, por su hábitat de crecimiento y

adaptabilidad a una variedad de condiciones edáficas y climáticas (Singh et al. 2003). En los

suelos muestreados de Natividad, la cobertura vegetal está conformada principalmente por

vegetación de matorral, lo que puede dar lugar a la mayor cuantificación de Plomo.



En las dos épocas analizadas tanto el sitio control y el sitio 4, fueron los de menor

concentración de Pb, los valores obtenidos, se deben a que estos dos sitios son los más

alejados de la zona de depósito de jales.

En relación a los valores obtenidos de Pb en los suelos de Natividad, Ixtlán, la Norma Oficial

Mexicana NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004, establece como límite de referencia 400

mg.kg-1 para uso agrícola/residencial/comercial. Con respecto a la época de lluvias ninguno de

los sitios estudiados sobrepasó este valor, posiblemente se debe a que este elemento sufrió un

proceso de lixiviación, sin embargo, en la época de secas, dos sitios sobrepasaron este nivel de

referencia que establece la norma mexicana, el sitio 1 con una concentración de Pb de 458.38

mg.kg-1 y el sitio 2 con una concentración de 464.32 mg.kg-1 de Plomo (Fig. 14), estos

resultados indican que existe un riesgo de que se generen efectos adversos a la salud, por lo

cual estos sitios deben de ser considerados para la aplicación de una técnica de remediación.

La EPA (1992) señala como intervalo de concentración 50-100 mg kg-1 de Plomo para suelo

superficial, clasificándolos como sitios excesivamente fitotóxicos. En la zona de estudio, los

sitios que entran en los valores que establece la EPA, son el 1, 2 y 3 (tabla 10 y 11) para

ambas épocas estacionales. Por lo cual estos sitios se consideran como excesivamente

fitotóxicos, incluso el sitio control para la época de secas.

México determina un nivel de referencia de 200 mg:kg-1 para riesgo a la salud humana,

tomando en cuenta este valor, los únicos sitios que superan éste son el 1 y 2 para ambas

épocas, considerando por lo tanto estos sitios como de riesgo para la salud humana. En

relación al riesgo ecológico, México establece un valor de100 mg.kg-1, para ambas épocas los

sitios 1, 2, y 3 superan estos valores, significando un riesgo para los organismos existente en

este ecosistema.

Las principales rutas de exposición de metales pesados identificados en el Municipio de

Natividad; son los depósitos de jales ya que por la acción del viento los metales pesados

pueden transportarse a grandes distancias y contaminar otros sitios, otra ruta de exposición es

el río Natividad donde se descargan los residuos mineros y que finalmente desemboca en Río

Grande. Pero la ruta más importante es el suelo debido a la exposición directa con la



población, además de que en este estudio se encontraron altas concentraciones de los

elementos analizados para la época de secas.

Los metales pesados son una de las principales causas de preocupación a nivel ambiental ya

que son elementos potencialmente tóxicos y persistentes en el suelo. Por las elevadas

concentraciones en suelo existe el riesgo de lixiviación a las aguas subterráneas y la entrada en

la cadena alimenticia a través de las plantas existentes en el sitio. La proximidad de los sitios

contaminados a los seres humanos hace que la ingestión y la inhalación sean las vías

preferidas de los metales pesados para ejercer su toxicidad. Esto es particularmente importante

para los grupos sociales, como niños o personas mayores, que son fisiológicamente más

vulnerables a la contaminación (Ajmone-Marsan et al., 2008). Este último aspecto es muy

importante teniendo en cuenta que los sitios estudiados se encuentran dentro de la población.

8.10. PORCENTAJE DE RECUPERACIÓN

El porcentaje de recuperación fue de 90.9 %, con una desviación estándar de ±8.9.

El resultado indica que el método de extracción empleado es eficiente en la extracción de los

metales pesados de interés, ya que extrae casi el 100 %. Sin embargo, este porcentaje de

recuperación puede variar por el tipo de suelo, el equipo y condiciones utilizadas para digerir

la muestra


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9. CONCLUSIONES

� De acuerdo a los resultados obtenidos existieron diferencias en las propiedades físico-

químicas y en la cuantificación de metales entre el suelo de referencia y los cuatro

sitios de Natividad.

� Los sitios 1, 2, 3 y 4 de los suelos de Natividad tuvieron valores más altos en

concentración de metales pesados (As, Cd, Cr y Pb), en comparación con el sitio de

referencia en ambas épocas.

� En la época de lluvias el Arsénico y el Plomo fueron los elementos con mayor

concentración en los suelos estudiados, confirmando la presencia de niveles no

permitidos para el Arsénico de acuerdo a la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004. Con

respecto a la época de secas siguen siendo el Arsénico y el Plomo los de mayor

concentración pero para esta temporada los dos rebasan la concentración establecida en

la Norma Oficial Mexicana antes mencionada. Confirmando de esta manera la

hipótesis de que los suelos de Natividad están contaminados por metales pesados y que

rebasan la concentración establecida por la Legislación Mexicana para la remediación

de suelos contaminados.

� En cuanto a la técnica de digestión empleada, se puede decir que ésta fue adecuada

para la digestión de las muestras de suelo, obteniéndose porcentajes de recuperación

aceptables para el arsénico.

� Los resultados del presente estudio servirán como antecedente en futuras

investigaciones en la relación planta-suelo-microorganismos, para una posible

aplicación de fitorremediación en la comunidad de Natividad.


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10. RECOMENDACIONES.

� Conociendo que existen concentraciones elevadas de As y Pb, y que éstos son los más

tóxicos, es necesario realizar una investigación sobre la especiación de estos dos

metales estudiados.

� Realizar un monitoreo del agua de río, riego y de consumo humano para conocer la

calidad en cuanto a la concentración de metales pesados por el grado de toxicidad que

éstos presentan para la salud pública.

� Realizar un estudio sobre la cobertura vegetal y evaluar la capacidad que estas plantas

tienen para absorber a los metales pesados, además de realizar un estudio de los frutos

de consumo humano que están en los márgenes del río.

� Aplicar una técnica de bioremediación de suelo, para disminuir el grado de

contaminación.

� Que los habitantes del Municipio de Natividad, no cultiven cerca de los depósitos de

jales, ya que los metales pesados pueden ingresar a los cultivos.

� Analizar los suelos de las comunidades aledañas al Municipio de Natividad para

conocer el impacto minero a una escala mayor.


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11. BIBLIOGRAFÍA

Ajmone-Marsan F., Biasioli M., Kralj T., Grcman H., Davidson C.M., Hursthouse A.S.,

Madrid L., Rodrigues S. (2008). Metals in particle-size fractions of the soils of five

European cities. Environmental Pollution, 152, 73-81.

Alef K. y Nannipieri P. (1995). Methods in applied Soil Microbiology and Biochemistry. Press

Academic. London. 576 p.p.

Alexander M. (1980). Introducción a la microbiología del suelo. AGT Editor, S.A México.

491 Pág.

Amini M., Khademi H., Afyuni M., Abbaspour K.C. (2005). Variability of available Cadmium

in relation to soil properties and landuse in an arid region in central iran. Water, Air,

and Soil Pollution, 162, 205–218.

ASOCAE Asociación Española para la Cultura, el Arte y la Educación (N.D.). El hombre y la

tierra, consulta 5 de octubre de 2009,

http://www.natureduca.com/hom_degrad_suelo1.php.

ATSDR Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades. (2008). Resumen de

salud pública: Cromo, consulta 11 de enero de 2010,

http://www.atsdr.cdc.gov/es/phs/es_phs7.html.

ATSDR Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades. (2007). Arsénico,

consulta 11 de enero de 2010, http://www.atsdr.cdc.gov/es/toxfaqs/es_tfacts2.html.

Becerril J.M., Barrutia O., García Plazaola J.I., Hernández A., Olano J.M., Garbisu C. (2007).

Especies nativas de suelos contaminados por metales: aspectos ecofisiológicos y su uso

en fitorremediación. Ecosistemas, 16 (2), 50-55.

Bremner J. M. (1996). Nitrogen-Total. In: Methods of Soil Analysis: Part 3. Chemical

Methods. Book Series 5. Soil Science Society of America, Inc. USA. 1085-1122 p.p.



Burgos P., Madejón E., Pérez-de-Mora A., Cabrera F. (2008). Horizontal and vertical

variability of soil properties in a trace element contaminated area. International Journal

of Applied Earth Observation and Geoinformation, 10, 11–25.

Cabrera F., Arizab J., Madejóna P., Madejóna E., Murilloa J.M. (2008). Mercury and other

trace elements in soils affected by the mine tailing spill in Aznalcóllar (SW Spain).

Science of the total environment, 390, 311–322.

Carbonell B. A. A., Burló C. F. M., Mataix B. J. J. (1995). Arsénico en el sistema suelo-

planta. España. [versión electronico].

Chopin E. I. B y Alloway B. J. (2007). Distribution and Mobility of Trace Elements in Soils

and Vegetation Around the Mining and Smelting Areas of Tharsis, Ríotinto and Huelva,

Iberian Pyrite Belt, SW Spain, Springer Science Business Media B.V, 182, 245–261.

Emsley J. (2003). Nature’s Building Blocks an A-Z Guide to the Elements. New York. E.d.

OXFORD University Press. 539 p.p.

Enger E. D. y Smith B. F. (2006). Ciencia Ambiental: un estudio de interrelaciones. Decima

edición. Editorial: McGraw-Hill Interamericana. México. 476 Pág.

EPA United States Environmental Protection Agency. (1992). Guide to site and soil

description for hazardous waste site characterization. Vol 1: metals. Washington.

FUNDAR Centro de Análisis e Investigación. (2002). Minería, comunidades y medio

ambiente, Investigaciones sobre el impacto de la inversión canadiense en México,

México



García I. y Dorronsoro C. (n.d.). Tema 15. Contaminación por metales pesados. Departamento

de Edafología y Química Agrícola Universidad de Granada. España. Unidad docente e

investigadora de la Facultad de Ciencia, consulta 12 de enero de 2011,

http://edafologia.ugr.es/conta/tema15/introd.htm#anchor1054486

González T. E. (2006). Estudio de la Actividad Microbiana en suelos de manglar. Tesis de

Maestría. Universidad del Mar. Oaxaca. México. 79 Pág.

Groffman P.M., Mcdowell, W.H., Myers J.C., Merriam J.L. (2001). Soil microbial biomass

and activity in tropical riparian forest. Soil Biology and Biochemistry, 33, 1339-1348.

Gutiérrez-Ruiz M., Romero F. M. y González-Hernández G. (2007). Suelos y sedimentos

afectados por la dispersión de jales inactivos de sulfuros metálicos en la zona minera de

Santa Bárbara, Chihuahua, México. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, 24(2),

170-184.

Hernández J. and Pastor J. (2008). Relationship between plant biodiversity and heavy metal

bioavailability in grasslands overlying an abandoned mine. Environ Geochem Health,

30, 127-133.

Hudson N. (2006). Conservación de suelo, primera edición, editorial reverté S. A. España. 335

Pág.

Instituto Nacional de Ecología (INE). (2009). Metales pesados, consultada 11 de enero de

2010, http://www.ine.gob.mx/sqre-temas/763-aqre-metales

Instituto Nacional de Estadística y Geografía. INEGI. (2005) consulta 10 de enero de 2010,

http://www.inegi.org.mx/lib/olap/general_ver4/MDXQueryDatos.asp?#Regreso&c=104

01

Instituto Nacional de Estadística y Geografía. INEGI. (2010) consulta 13 de junio de 2011,

http://www.inegi.org.mx/sistemas/mexicocifras/default.aspx.



Kabala C. and Singh B. R. (2001). Fractionation and Mobility of Copper, Lead, and Zinc in

Soil Profiles in the Vicinity of a Copper Smelter. Jornal Environmental. Quality, 30,

485–492.

Li J., Xie Z.M., Xu1 J.M., y Sun Y.F. (2006). Risk assessment for safety of soils and

vegetables around a lead/zinc min. Environmental Geochemistry and Health, 28, 37–44.

Li-Teh Lu, I-Cheng Chang, Teng-Yuan Hsiao, Yue-Hwa Yu and Hwong-Wen Ma. (2007).

Identification of Pollution Source of Cadmium in Soil Application of Material Flow

Analysis and A Case Study in Taiwan. Environmental Science and Pollution Research,

14 (1), 49–59.

Lynch J.M y Panting L.M. (1980). Variation in the size of the soil biomasa. Agricultural

Research Council Letcombe Laboratory. Wantage. Oxon U. K. 547-550 p.p.

Martin T.D., Brockhoff C.A., Creed J.T. and EMMC Methods Work Group. (1994). Method

200.7, Determination of metals and trace elements in water and wastes by inductively

coupled plasma-atomic emission spectrometry. Revision 4.4

Mejía J., Carrizales L., Rodríguez V. M, Jiménez-Capdeville M. E., Díaz-Barriga F.. (1999).

Un método para la evaluación de riesgos para la salud en zonas mineras. Salud Publica

México, 41(2), 132-140.

Navarro-Aviñó J.P., Aguilar A. I., López-Moya J.R. (2007). Aspectos bioquímicos y genéticos

de la tolerancia y acumulación de metales pesados en plantas. Ecosistemas, 16(2), 10-

25.

Nebel B. J. y Wright R. T. (1999). Ciencias ambientales: Ecología y desarrollo sostenible.

Sexta edición. Editorial prentice Hall Hispanoamericana, S. A. México. 720 Pág.



Nelson D.W and Sommers L.E. (1996). Total carbon, organic carbon and organic matter, in:

D.L Sparks (Ed.). Methods of Soil Analysis, Chemical Methods, Soil Science Society of

America, Madison. 961-1010 p.p.

Norma Mexicana de análisis NMX-AA-132-SCFI-2006. Muestreo de suelos para la

identificación y la cuantificación de metales y metaloides, y manejo de la muestra. Fecha

de publicación 17 de septiembre 2007.

Norma Oficial Mexicana NOM-021-SEMARNAT-2000. Que establece las especificaciones

de fertilidad, salinidad, y clasificación de suelos, estudio, muestreo y análisis. Fecha de

publicación 31 de diciembre 2002.

Norma Oficial Mexicana NOM-147-SEMARNAT/SSA-2004. Que establece criterios para

determinar las concentraciones de remediación de suelos contaminados por Arsénico,

Bario, Berilio, Cadmio, Cromo hexavalente, Mercurio, Níquel, Plata, Plomo, Selenio,

Talio y/o Vanadio. Fecha de publicación 2 de marzo 2007.

Oficina española de patentes y marcas. (2005). Método para la descontaminación de suelos

contaminados con metales pesados mediante el empleo de residuos procedentes de la

elaboración de la cerveza (Número de publicación: 2 226 515). España. Consulta 28 de

Octubre de 2009, http://www.espatentes.com/pdf/2226515_a1.pdf.

Patrick F. y Adsil E. (1996). Introducción a la ciencia de los suelos. Primera edición. Editorial

Trillas. México. 288 Pág.

Plan Municipal de Desarrollo. (2010). Ayuntamiento constitucional de Natividad Ixtlán.

Puga S., Sosa M., Lebgue T., Quintana C. y Campos A. (2006). Contaminación por metales

pesados en suelo provocada por la industria minera. Departamento Académico de

Biología, Universidad Nacional Agraria de Molina, Lima, Perú. Ecología Aplicada,

5(1,2), 149-155.



Razo I., Carrizales L., Castro J., Díaz-Barriga F. y Monroy M. (2004). Arsenic and heavy

metal pollution of soil, water and sediments in a semi-arid climate mining area in

México. Water, Air, and Soil Pollution, 152, 129–152.

Richards L. A. (1973). Diagnóstico y rehabilitación de suelos salinos y sódicos. Editorial

limusa, 172 Pág.

Sánchez B. M. I. (2003). Determinación de metales pesados en suelos de Mediana del Campo

Valladolid. Tesis de doctorado. Universidad de Valladolid. España.

SEMARNAT (2005). Informe de la situación del medio ambiente en México, compendio de

estadísticas ambientales, capitulo 3: suelos, México.

Servicio Geológico Mexicano. (2009).Panorama minero del Estado de Oaxaca. 43 Pág.

Shi W., Bischoff M., Turco R and Konopka A. (2002). Long-term effects of chromium and

lead upon the activity of soil microbial communities. Applied Soil Ecology, 21, 169–

177.

Sierra V. R. (2006). Fitorremediación de un Suelo Contaminado con Plomo por Actividad

Industrial. Tesis de Ingeniería. Buenavista, Saltillo, Coahuila, México.

Singh O.V., Labana S., Pandey G., Budhiraja., Jain R.K. (2003). Phytoremediation: An

Overview of Metallic Ion Decontamination From Soil. Applied Microbiology and

Biotechnology, 61, 405-412.

Sousa A., Pereira R., Antunes S.C., Cachada A., Pereira E., Duarte A.C., Goncalves F. (2008).

Validation of avoidance assays for the screening assessment of soils under different

anthropogenic disturbances. Ecotoxicology and Environmental Safety, 71(3), 661-670.

Sparling G.P., West A.W., Whale K.N. (1985). Interference from plant roots in the estimation

of soil microbial ATP, C, N and P. Soil Biology and Biochemistry, 17(3), 275-278.



Statistical Analysis System v.9. (2002) SAS Institute Inc. NC., USA.

Tack F. M.G., Vandecasteele B. (2008). Cycling and ecosystem impact of metals in

contaminated calcareous dredged sediment-derived soils (Flanders, Belgium). Science

of the Total Environment, 400(1-3), 283-289.

Valdés M. y Medina J. N. (2005). Ecología microbiana del suelo (1ª Edición). México. 130

Pág.

Vásquez M.M.S., Migueles G. I., Franco-Hernández O., Govaerts B., Dendooven L. (2006). C

and N mineralization and microbial biomass in heavy-metal contaminated soil.

Eurepean Journal of soil biology, 42(2), 89-98.

Vega M. R. (2007). Los impactos sobre la salud humana de los polvos de minerales y el

desarrollo sustentable de la minería como alternativa para mitigar sus efectos. Futuros

No.18, Vol. V.

Velasco T.J. A., de la Rosa. D. A., Solórzano O. G., Volke S. T. (2004). Evaluación de

tecnologías de remediación para suelos contaminados con metales. (Primer informe)

México, Dirección General del Centro Nacional de Investigación y Capacitación

Ambiental.

Volke S. T., Velasco T. J. A. y. de la Rosa P. D. A. (2005). Suelos contaminados por metales y

metaloides: muestreo y alternativas para su remediación. Secretaría de Medio Ambiente

y Recursos Naturales, Instituto Nacional de Ecología. 141 Pág.

Wild, H. (1974). “Geobotanical anomalies in Rhodesia. The vegetation of arsenical soils”.

Kirkia, 9 (2), 243-64.



Zarei M., Konig S., Hempel S., Khayam Nekouei M., Savaghebi Gh., Buscot F. (2008).

Community structure of arbuscular mycorrhizal fungi associated to Veronica rechingeri

at the Anguran zinc and lead mining region. Environmental Pollution, 156(3), 1277-

1283.

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