abril 19, 2024

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El estudio encontró que los minerales comunes en el suelo rojo tienden a encerrar minerales traza con el tiempo.

El estudio encontró que los minerales comunes en el suelo rojo tienden a encerrar minerales traza con el tiempo.

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Los oligoelementos son nutrientes, como el zinc, que los animales y las plantas necesitan en pequeñas cantidades para funcionar correctamente. Los animales generalmente obtienen minerales traza en su dieta o mediante exposición ambiental, mientras que las plantas obtienen minerales traza del suelo. Si obtenemos muy poco, podemos experimentar una deficiencia, pero también puede ocurrir lo contrario: demasiados oligoelementos pueden ser tóxicos.

Los científicos creen que hasta el 50% de los metales traza que se encuentran en el suelo y los entornos urbanos pueden estar unidos a las superficies de los granos minerales, lo que hace que los metales traza no estén esencialmente disponibles para el consumo o la exposición. Los investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis se preguntaron por qué estaban donde estaban.

«Cuando los minerales se unen a oligoelementos, a menudo asumimos que actúan como una esponja», dijo Jeffrey J. Catalano, profesor de Ciencias de la Tierra, Ambientales y Planetarias y director de estudios ambientales en Artes y Ciencias. «Pero a veces, se unen a los oligoelementos y no los sueltan. Eso es genial cuando son contaminantes, pero malo cuando son micronutrientes».

en un estudio publicado en la revista Ciencia y tecnología ambiental.Catalano y Greg Ledingham, Ph.D. Un candidato en su laboratorio descubrió que un mineral común llamado goethita, un mineral rico en hierro que abunda en el suelo que cubre la Tierra, tiende a incorporar trazas de metales en su estructura con el tiempo, uniendo los minerales de una manera que los deja fuera de circulación. .

Los investigadores descubrieron que la proporción de oligoelementos que se unen a la goethita aumenta con el tamaño de los iones. Hasta el 70% del níquel, el metal traza con el radio iónico más pequeño en este estudio, era irrecuperable, mientras que sólo el 8% del cadmio estaba irreversiblemente unido a la goethita.

«En el pasado, para estudiar cómo los metales traza se adhieren y se retienen en las superficies minerales, los geoquímicos tenían que alterar drásticamente las condiciones químicas de maneras que no eran realistas o realistas para los sistemas del mundo real», dijo Ledingham, becario graduado de la Universidad de Harvard. Centro de Ciencias Espaciales McDonnell. “El cambio de pH, por ejemplo, afecta la forma en que se agrupan las moléculas y puede afectar la forma en que los minerales se unen a la superficie.

«Utilizamos un nuevo enfoque llamado intercambio de isótopos que nos permitió rastrear cómo los metales se unen, separan e incorporan oxihidróxidos de hierro en tiempo real y en condiciones representativas de sistemas reales de suelo y ríos», dijo.

«Nuestro estudio sugiere que los minerales de oxihidróxido de hierro, como la goethita, pueden servir como un sumidero de metales traza mucho mejor de lo que se pensaba anteriormente», dijo Catalano.

Saber que la goethita tiende naturalmente a atrapar trazas de metales con el tiempo podría ayudar a los científicos a predecir mejor cómo ciertos contaminantes se mueven en el medio ambiente, dijeron los autores del estudio. También puede significar que los nutrientes minerales añadidos al suelo de granjas y jardines pueden volverse menos efectivos después de unos meses.

Los resultados sugieren que el impacto ambiental es mixto: atrapar metales que actúan como contaminantes limpiará el suelo y los suministros de agua, pero los minerales que actúan como nutrientes esenciales tampoco están disponibles para las plantas y otros organismos, dijeron los investigadores.

más información:
Greg J. Ledingham et al., Unión mineral irreversible a goethita controlada por el tamaño del ion, Ciencia y tecnología ambiental. (2024). doi: 10.1021/acs.est.3c06516

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