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INTRODUCCIÓN
En el año 1950 el 30 % de la población mundial residía en zonas urbanas. En 2018, el porcentaje de población urbana ascendió hasta el 55 %, y está previsto que se alcance el 68 % en el año 2050 (United Nations, 2019). Este aumento de la población en áreas urbanas implica una mayor industrialización y una expansión de las ciudades que tiene impactos negativos sobre el ecosistema urbano.
El suelo es un componente esencial en los entornos urbanos, ya que proporciona un amplio rango de servicios ecosistémicos. Sin embargo, uno de los mayores desafíos en el desarrollo urbano es la presencia de contaminantes derivados del tráfico, la industria, o el tratamiento de residuos, y el depósito y acumulación de muchos de estos contaminantes en el suelo. Entre los que se acumulan en los suelos urbanos se pueden encontrar tanto compuestos orgánicos como inorgánicos, siendo elementos como Pb o Cu los que representan más habitualmente un problema en estos casos (Ajmone-Marsan & Biasioli, 2010).
Este trabajo se enfocó en el estudio de cinco elementos potencialmente tóxicos que suelen aparecer en concentraciones elevadas en zonas urbanas y potencialmente peligrosos para la salud: plomo, cobre, zinc, níquel y cromo. Se estudió la distribución de estos metales en profundidad en seis perfiles de suelos de la ciudad de Santiago de Compostela (España). Los suelos se eligieron atendiendo a la diversidad edáfica presente en la ciudad, seleccionando tres suelos formados sobre materiales in situ y tres formados a partir de materiales transportados por el hombre.
MATERIAL Y MÉTODOS
Zona de estudio
La ciudad de Santiago de Compostela es la capital de la comunidad autónoma de Galicia, localizada en el noroeste de la península ibérica. El municipio tiene una superficie de 222 km2 y 97.000 habitantes permanentes, a los que se unen algo más de 20.000 estudiantes universitarios y más de un millón de turistas que visitan la ciudad cada año.
La ciudad muestra un clima oceánico que se corresponde a la zona Cfb en la clasificación climática de Köppen-Geiger (Kotter et al., 2006), con una temperatura media anual de 13ºC y precipitación media anual de 1787 mm.
En cuanto a su geología, la ciudad se encuentra en la zona de contacto entre un área granítica y el macizo metamórfico conocido como Complejo de Ordes, por lo que presenta una gran diversidad geológica que se pueden dividir en cuatro tipos de materiales de partida para los suelos: esquistos, ortogneises, anfibolitas y rocas graníticas (IGME, 1981).
Suelos
Se muestrearon perfiles de seis suelos de la ciudad de Santiago de Compostela. Los suelos 1, 2 y 3 son suelos formados sobre materiales in situ, mientras que los suelos 4, 5 y 6 se formaron sobre materiales transportados y/o alterados (Tabla 1).
Tabla 1 Caracterización general de los suelos estudiados
| Clasificación (WRB, 2015) | Litología | Vegetación | |
|---|---|---|---|
| 1 | Haplic Umbrisol | Gneis | Arbórea |
| 2 | Haplic Umbrisol | Gneis | Herbáceas |
| 3 | Endocambic Umbrisol | Anfibolita | Herbáceas |
| 4 | Skeletic Regosol | Esquisto/granito | Herbáceas |
| 5 | Ekranic Technosol | Esquisto | Ninguna |
| 6 | Ekranic Technosol | Esquisto | Ninguna |
Métodos de análisis
Las muestras de suelo secas al aire y tamizadas (<2 mm) se molieron en un mortero de ágata hasta <250 μm. Para el análisis de metales totales se realizó una digestión ácida de 0,5 g de suelo con 3 ml de HF y 9 ml de HNO3 a 180ºC en micro-ondas, siguiendo el método EPA 3052 (USEPA, 1996). El contenido de Pb, Cu, Zn, Ni y Cr en los extractos se determinó mediante espectrometría de absorción atómica de llama (Varian SpectraAA 220FS). En estos análisis se utilizaron ácidos hiperpuros y agua milli-Q. Como control de calidad se utilizaron materiales de referencia del BCR CRM143R (suelo enmendado con lodos de depuradora) y 320R (sedimento de canal). Todos los análisis se realizaron por triplicado.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los contenidos en metales traza en los diferentes horizontes de los seis suelos analizados se muestran en la Tabla 2.
La concentración de Pb se encuentra en un rango entre 40-175 mg kg-1. En los suelos de evolución natural (suelos 1, 2 y 3), las concentraciones son más altas en los horizontes superficiales que en los más profundos, mientras que en los suelos artificiales (suelos 4, 5 y 6) no se aprecia claramente esta tendencia. Esto sugiere que el Pb procede de la contaminación del entorno, al ser mayor en los horizontes en contacto con la superficie. Las principales fuentes actuales de Pb son el tráfico y la soldadura en industria, pero ha sido utilizado desde 1920 como aditivo en la gasolina, siendo esta la principal fuente de contaminación histórica (Ajmone-Marsan & Biasioli, 2010).
Las concentraciones de Cu son muy variables (en la mayoría de los casos entre 1-70 mg kg-1, con un extremo de 270 mg kg-1 en uno de los suelos artificiales). En los suelos 1 a 4 se aprecia un descenso de la concentración de este metal en horizontes profundos, mientras que en los suelos 5 y 6 no se observa ninguna tendencia. El mayor contenido de Cu observado en el suelo 3 se relaciona con la litología del material de partida, ya que las anfibolitas contienen mayores niveles de este elemento que otras rocas.
El contenido de Zn varía entre 30-140 mg kg-1 en los seis suelos. No sigue ninguna tendencia clara en su distribución vertical, excepto en los suelos 2 y 3, donde tiende a descender en profundidad.
Tabla 2 Contenido total de metales traza en los perfiles de los suelos analizados (mg kg-1). MTD: material técnico duro
| Hor. | Pb | Cu | Zn | Ni | Cr | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Ah | 43,7 | 4,1 | 31,0 | 16,4 | 14,1 |
| Bw | 39,4 | 2,2 | 33,0 | 16,9 | 9,2 | |
| C | 32,2 | 1,0 | 29,3 | 16,2 | 4,5 | |
| 2 | Ap1 | 173,7 | 32,5 | 142,2 | 25,3 | 22,5 |
| Ap2 | 105,1 | 28,6 | 90,8 | 24,7 | 22,6 | |
| Ap3 | 103,0 | 26,8 | 77,1 | 23,2 | 21,5 | |
| 2A | 57,0 | 18,8 | 59,3 | 22,5 | 20,2 | |
| 3 | Ap1 | 70,9 | 71,3 | 108,1 | 82,2 | 89,3 |
| Ap2 | 71,3 | 73,4 | 104,3 | 82,8 | 95,3 | |
| 2Ah | 52,0 | 65,4 | 106,6 | 84,1 | 93,6 | |
| 2Bw | 41,3 | 69,3 | 84,8 | 93,2 | 151,9 | |
| 3Bw | 38,3 | 66,4 | 73,8 | 118,4 | 137,2 | |
| 3C | 40,9 | 46,0 | 78,6 | 102,2 | 126,2 | |
| 4 | A | 58,7 | 16,0 | 64,7 | 26,2 | 19,4 |
| C | 47,2 | 15,9 | 56,4 | 26,3 | 24,5 | |
| 2C1 | 61,2 | 16,2 | 57,4 | 26,4 | 22,9 | |
| 2C2 | 52,3 | 13,4 | 45,1 | 23,1 | 23,4 | |
| 2C3 | 43,1 | 12,6 | 49,1 | 25,3 | 21,7 | |
| 3Ab | 47,5 | 14,3 | 56,1 | 25,8 | 17,4 | |
| 5 | MTD | - | - | - | - | - |
| C1 | 110,9 | 55,1 | 68,6 | 33,8 | 30,3 | |
| C2 | 165,8 | 269,7 | 72,5 | 34,1 | 31,5 | |
| C3 | 81,0 | 52,9 | 73,0 | 21,7 | 10,1 | |
| C4 | 67,2 | 20,6 | 76,8 | 18,6 | 5,2 | |
| Cu | 62,1 | 21,7 | 72,6 | 20,8 | 9,3 | |
| C5 | 55,3 | 17,6 | 73,8 | 17,0 | 5,8 | |
| 6 | MTD | - | - | - | - | - |
| C1 | 58,0 | 36,9 | 114,1 | 39,5 | 44,2 | |
| C2 | 44,3 | 8,0 | 46,9 | 28,2 | 36,4 | |
| Cu | 50,6 | 4,3 | 70,6 | 12,8 | 8,2 | |
| 2BC | 52,1 | 30,3 | 87,0 | 48,4 | 52,7 |
Las concentraciones de Ni varían entre 12-120 mg kg-1. Solo el suelo 3 muestra una tendencia definida en su distribución en profundidad, aumentando en horizontes más profundos, lo que sugiere que el origen de este elemento son las anfibolitas sobre las que se formó el suelo. Este origen se confirma también por el hecho de ser este suelo el que presenta concentraciones más altas de este elemento.
El contenido de Cr en los seis suelos se encuentra en un rango de 4-130 mg kg-1. Tan solo dos suelos presentan una tendencia definida en profundidad: en el suelo 1 tiende a descender, mientras que en el suelo 3 tiende a aumentar. Al igual que en el caso del Cu y del Ni, el aumento en profundidad de la concentración de Cr en el suelo 3 parece estar relacionado con el material de partida, anfibolitas más ricas en metales.
Estas concentraciones se hallan en todos los casos por debajo de los niveles genéricos de referencia establecidos en la legislación relativa a suelos contaminados (Xunta de Galicia, 2009) por lo que el riesgo asociado sería bajo y ningún suelo se considera contaminado.
Por último, en la Tabla 3 se muestran las correlaciones entre las concentraciones de los metales analizados. El Pb está correlacionado significativamente con el Cu y el Zn (p<0,01), sugiriendo un origen común para los tres elementos ligado posiblemente a fuentes de contaminación antrópica. Por su parte, la correlación más significativa ocurre entre Ni y Cr (p<0,001) y se debe a un origen preferentemente litogénico de estos elementos, asociado a los suelos desarrollados sobre anfibolitas.
CONCLUSIONES
Los suelos urbanos estudiados presentan concentraciones variables de los cinco metales traza analizados y diferentes patrones de distribución en profundidad. Para el Pb, las mayores concentraciones aparecen en los suelos 2 y 5, siguiendo un patrón asociado a una fuente de contaminación externa. Además, el suelo 3 destaca por sus altas concentraciones de Cu, Ni y Cr, determinadas por la litología del material de partida. En los suelos artificiales no se observa ninguna tendencia en la distribución de los metales en profundidad. En dos de los suelos naturales las concentraciones de los metales descienden en profundidad, indicando que su origen es la contaminación del entorno. En el tercer suelo natural, formado sobre anfibolitas, esta tendencia solo se cumple para el Pb, mientras que el Cu, Ni y Cr aumentan en profundidad, ya que su origen se encuentra principalmente en el material de partida.
