Presència, mobilitat i risc d'elements traça en sòls naturals: els mecanismes de sorció com a reguladors de l'equilibri sòl-aigua
- Autores: Xavier Martínez-Lladó
- Directores de la Tesis: Vicens Martí Gregorio (dir. tes.), Francesc Xavier de las Heras i Cisa (dir. tes.), Miquel Rovira Boixaderas (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2008
- Idioma: catalán
- Tribunal Calificador de la Tesis: Joan de Pablo Ribas (presid.), Fidel Grandia i Borràs (secret.), Sergi Diez Salvador (voc.), Francisco Javier Giménez Izquierdo (voc.), Miquel Vilà (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
La correcta gestió del sòl és fonamental per a la protecció d'aquest vector ambiental que serveix de suport a bona part de les activitats de la societat actual i constitueix un actor important en els cicles biogeoquímics globals. La contaminació per elements traça i els riscs per a la salut humana i els ecosistemes, derivats de la presència d'aquests en el sòl, és un problema ambiental de consideració important. En aquest aspecte, nombroses agències i administracions, ja han començat a implementar polítiques de protecció basades en els anomenats Criteris de Qualitat del Sòl (CQS), els quals estableixen uns valors llindar que defineixen els límits de concentració en el sòl per a la presa de decisions. Degut als diferents processos de descomposició de la roca mare, els elements traça es troben de forma natural en el sòl. L'enorme variabilitat d'aquest vector, juntament amb la influència de la geologia subjacent implica que, abans de l'establiment de CQS, és necessàri conèixer la concentració de fons d'elements traça en el sòls de cada regió.Les metodologies d'anàlisi de risc són una eina molt important per a l'establiment de CQS. A partir de la definició d'un escenari representatiu i mitjançant un model d'exposició de la població d'estudi, les eines d'anàlisi de risc son capaces de definir la dosi rebuda. Aquestes metodologies ténen en en compte les característiques toxicològiques i l'exposició de la població d'estudi a cada compost o element i estableixen els valors llindar per sota del qual el risc associat a la presència de contaminants en el sòl és assumible.No obstant això, aquests càlculs requereixen un coneixement exhaustiu de la toxicitat de les substàncies i la seva mobilitat entre els diferents compartiments ambientals. Els elements traça presents en el sòl poden ser transportats fins a les aigües subterrànies, un compartiment ambiental molt més sensible i al qual la població està molt més exposada. És per aquesta raó que és de vital importància conèixer els mecanismes que regulen la mobilitat de contaminants en el sistema sòl aigua i l'obtenció de models que prediguin aquesta mobilitat de forma correcta en les diferents condicions ambientals que poden tenir lloc a la natura.En una primera part, aquesta tesi s'ha centrat en el càlcul dels nivells de fons d'elements traça en sòls de Catalunya com a etapa prèvia a l'establiment de CQS. Mitjançant eines SIG, s'ha dissenyat una campanya de mostreig per obtenir mostres de sòls naturals representatives de la totalitat del territori. L'anàlisi per ICP-MS i el posterior tractament estadístic de les dades, han permès el càlcul dels valors de fons i referència per a 17 elements traça en sòls de Catalunya. També s'ha estudiat la relació amb la geologia subjacent, així com l'efecte de l'ús del sòl.Seguidament, s'ha estudiat la mobilitat d'antimoni en sòls carbonàtics naturals adoptant l'aproximació de composició generalitzada.A partir d'experiments batch i en columna s'ha estudiat la capacitat de retenció d'antimoni d'aquests sòls i s'han desenvolupat models empírics per a la predicció de la seva mobilitat.Aplicant l'aproximació d'additivitat de components, s'han estudiat els mecanismes que controlen la retenció d'antimoni i seleni en òxi-hidròxids de ferro. A partir d'experiments batch amb goetita i hematita naturals s'ha verificat l'aplicabilitat diferents mecanismes químics proposats a la literatura per a la complexació de selenit i selenat en aquestes dues fases minerals. En el cas de l'antimoni, s'ha estudiat l'efecte de la temperatura, la força iònica i el pH sobre la capacitat de sorció de la goetita sintètica i s'ha proposat un mecanisme de complexació superficial.En l'últim apartat s'apliquen les metodologies d'anàlisi de risc per calcular la concentració màxima d'elements traça admissible en el sòl. S'han definit escenaris d'exposició que han permès quantificar el risc associat a la presència d'elements traça en el sòl i s'ha calculat la concentració màxima admissible per a les diferents vies d'exposició.Finalment, a partir dels resultats obtinguts en els capítols anteriors, s'ha estudiat l'aplicabilitat de l'aproximació de l'additivitat de components i composició generalitzada per a la predicció de la mobilitat de contaminants. Utilitzant codis de transport geoquímic, s'ha definit un model conceptual per estudiar els efectes sobre el càlcul del risc associat a la presència de contaminants en el sistema sòl-aigua.
