La partición de metales de transición (Fe, Mn, Ni, Cr) en sedimentos de manglares aguas abajo de una cuenca ultramáfica ferraltilizada (Nueva Caledonia)

Número de estudio:

65

Autor:

C. Marchand, J.-M. Fernández, B. Moreton, L. Landi, E. Lallier-Vergès y F. Baltzer

Abstracto:

En Nueva Caledonia, un tercio de la isla está compuesto por rocas ultramáficas y suelos lateríticos enriquecidos en Fe, Ni y Cr. La minería a cielo abierto ocurre en toda la isla, y los procesos de erosión y sedimentación, que ocurren naturalmente a lo largo de la costa, se ven fuertemente amplificados por las actividades mineras (desarrollo costero). Debido a su posición, en la interfaz entre la tierra y el mar, los manglares reciben grandes cantidades de partículas que emanan de los ríos a través de los estuarios. El propósito de este estudio es comprender la distribución y partición de algunos metales de transición (Fe, Mn, Ni, Cr) en sedimentos y aguas intersticiales en un manglar, situado aguas abajo de una cuenca caracterizada por suelos lateríticos que fueron explotados. Hace un siglo. Se llevaron a cabo análisis cuantitativos en masa y después de una extracción selectiva en núcleos recolectados a lo largo de un transecto dentro de la zona intermareal, es decir, debajo de un Rhizophora stylosa estar de pie, un Puerto deportivo de Avicennia stand, y dentro de un salar. Las concentraciones medias de metales fueron (μmol g – 1): Fe (1997) > Ni (44,2) > Cr (31,9) > Mn (8,8). Por lo tanto, las concentraciones de Ni, Cr y Fe en este estudio son sustancialmente más altas que el promedio mundial de los manglares. Además, las concentraciones de Ni son de 10 a 100 veces mayores que en otros manglares de Nueva Caledonia que se desarrollan aguas abajo de una cuenca no compuesta de rocas ultramáficas. El manglar estudiado se caracteriza por gradientes de contenido de agua y materia orgánica con la profundidad y a lo largo de la zona intermareal, lo que indujo diferentes condiciones redox y, por lo tanto, diferentes particiones de metales. Los metales de transición se depositan en el manglar principalmente como óxidos y/u oxihidróxidos, que posteriormente son disueltos por bacterias para la descomposición de la materia orgánica, lo que conduce a un fuerte aumento de metales en la fase disuelta. Luego, los metales disueltos se precipitaron con compuestos orgánicos y sulfurados. En conclusión, la diagénesis orgánica en sedimentos de manglares conduce a la transferencia de metales de transición de forma óxido a formas orgánicas y sulfuros.

Principales resultados y conclusiones:

• Antecedentes de los manglares de Nueva Caldonia:
  • “En Nueva Caledonia, extensos manglares bordean 80% de la costa occidental de la isla y 20% del lado oriental.
  • “Estos manglares actúan como amortiguador entre una laguna de más de 20.000 km2, delimitada por una barrera de coral casi continua de más de 1.500 km de longitud total y recientemente registrada como Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO, y una tierra que se caracteriza por las actividades mineras. (Ni-ore) explotando suelos principalmente lateríticos. (Desarrollo costero).
  • "Nueva Caledonia es actualmente el tercer país productor de níquel del mundo".
  • “En un estudio anterior (Marchand et al., 2011a), sugerimos que en Nueva Caledonia el principal factor que controla la distribución de las especies de manglares es la salinidad del suelo, que a su vez está controlada por la duración de la inmersión de las mareas y, por tanto, por la elevación del suelo (Baltzer, 1982).”
• Acumulación de metales de transición en sedimentos:
  • Los sedimentos de los manglares pueden atrapar metales: “Debido a la alta tasa de acumulación orgánica y al hecho de que las partículas finas pueden quedar atrapadas en los manglares, este ecosistema puede actuar como un sumidero para los metales traza que fluyen río abajo desde las cuencas (Harbison, 1986)”.
  • Promedios de metal en sedimentos de manglares y salares: “Las concentraciones medias de metales traza fueron (μmol g− 1): Fe (1997) > Ni (44,2) > Cr (31,9) > Mn (8,8). Las concentraciones de Mn están en el rango de las medidas en otros manglares de todo el mundo. Por el contrario, las concentraciones de Ni, Cr y Fe en este estudio son sustancialmente más altas que el promedio mundial”.
  • "Las concentraciones de Ni son de 10 a 100 veces mayores que en un manglar que se desarrolla aguas abajo de una cuenca que no está compuesta de rocas ultramáficas".
• Resumen: los manglares ayudan a disminuir la presencia de metales tóxicos en el medio ambiente:
  • "Este estudio combinado de los parámetros del agua intersticial, el contenido orgánico sedimentario y la partición de metales de transición en un manglar que se desarrolla aguas abajo de una cuenca ultramáfica evidenció el hecho de que los manglares actúan como un reactor natural, transformando las formas de los metales durante su transferencia de la cuenca a las aguas costeras".
  • “Las concentraciones de Fe y Ni asociadas con las fracciones orgánica y de óxido aumentaron con la profundidad y desde el salar hasta el Rhizophora pararse.
  • “En consecuencia, el enriquecimiento orgánico de los sedimentos de los manglares desde el salar hasta el Rhizophora El bosque indujo la transferencia de trazas de metales de la forma de óxido a formas orgánicas y de sulfuro.
  • “Dentro de condiciones anóxicass, Fe y Mn también precipitaron como carbonatos.
  • “Finalmente, teniendo en cuenta la riqueza del sedimento superior del manglar en Mn asociado con las fases residual y unida al óxido, se cree que ocurre la oxidación de Cr (III) a Cr (VI). Sin embargo, dentro de las capas anóxicas y ricas en materia orgánica, el Cr (VI) puede reducirse mediante materia orgánica y sulfuros, lo que induce una menor biodisponibilidad y toxicidad del Cr”.

Trabajos citados:

Baltzer, 1982 F. Baltzer Géodynamique de la sédimintation et diagenèse précoce en domaine ultrabasique – Nouvelle Calédonie Travaux et Documents de l'ORSTOM, 152 (1982) (283 págs.).

Harbison, 1986 P. Harbison Lodos de manglares: un sumidero y una fuente de metales traza Marine Pollution Bulletin, 17 (1986), págs.

Marchand et al., 2011a C. Marchand, M. Allenbach, E. Lallier-Vergès Relaciones entre la distribución de metales pesados y el ciclo de la materia orgánica en los sedimentos de manglares de la Bahía Concepción, Nueva Caledonia Geoderma, 160 (2011), págs. 444–456.