La separación de los metales de transición (Fe, Mn, Ni, Cr) en los sedimentos de los manglares aguas debajo de una cuenca fluvial ultramáfica ferralitizada (Nueva Caledonia).
Año de publicación:
Número de Estudio:

65

Autor:

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

Abstracto:

En Nueva Caledonia, un tercio de la isla se encuentra compuesta por rocas ultramáfica y suelos lateríticos enriquecidos con Fe, Ni y Cr. Existen explotaciones de minería a cielo abierto en la isla y los procesos de erosión y sedimentación, que ocurren naturalmente a lo largo de la costa, se encuentran altamente amplificados por las actividades mineras (desarrollo costero). Debido a su posición en la interfaz entre la tierra y el mar, los manglares reciben montos importantes de partículas que emanan de los ríos a través de los estuarios. Este estudio se realizó para conocer la distribución y separación de algunos metales de transición (Fe, Mn, Ni, Cr) en los sedimentos y aguas intersticiales en un pantano de manglares ubicado aguas abajo de una cuenca caracterizada por suelos lateríticos explotados hace un siglo. Se realizaron análisis cuantitativos a granel y después de una extracción selectiva de núcleos a lo largo de una sección transversal dentro de la zona intermareal, es decir, debajo de un rodal de Rhizophora stylosa, un rodal de Avicennia marina y en una llanura salina. 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 de este estudio son significativamente más altas que el promedio mundial de los manglares. Además, las concentraciones de Ni ascienden a entre 10 y 100 veces más que en cualquier otro manglar de Nueva Caledonia que se desarrolle río abajo de una cuenca que no esté compuesta por rocas ultramáficas. El manglar estudiado se caracteriza por las gradientes de agua y contenidos orgánicos con la profundidad y a lo largo de la zona intermareal, lo que dio lugar a diferentes condiciones de oxidorreducción y, por lo tanto, diferente separación de metales. Los metales de transición se depositan en el manglar principalmente como óxidos y/u oxihidróxidos que luego son disueltos por bacterias para la descomposición de la materia orgánica y que genera un importante aumento de los metales en la fase de disolución. Luego, los metales disueltos se precipitan con compuestos orgánicos y sulfúricos. Para concluir, la diagénesis orgánica de los sedimentos de los manglares lleva a la transferencia de metales tradicionales de su forma de óxido a las formas orgánicas y sulfúricas.

Principales Resultados y Conclusiones:
  • Antecedentes de los manglares de Nueva Caledonia:
    • “En Nueva Caledonia, una cantidad importante de manglares se ubica en hilera sobre el 80% de la costa oeste de la isla y el 20% del lado este.
    • “Estos manglares actúan como protección entre una laguna de más de 20,000 km2 delimitada por una barrera de coral casi ininterrumpida de más de 1500 km en total y recientemente declarada Patrimonio de la Humanidad de la UNESCO y una tierra que se caracteriza por las actividades mineras (mineral de Ni) a través de la explotación de suelos lateríticos en su mayor parte. (Desarrollo Costero).
    • “En la actualidad, Nueva Caledonia constituye el tercer país productor de níquel del mundo.”
    • “En un estudio anterior (Marchand et al., 2011a), sugerimos que en Nueva Caledonia el factor principal para controlar la distribución de las especies de manglares es la salinidad del suelo, que a su vez está controlada por la duración de la inmersión mareal y, por lo tanto, por la elevación del suelo (Baltzer, 1982).”
  • Acumulación de metales de transición en los sedimentos:
    • Los sedimentos de los manglares pueden atrapar los 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 sumidero para los metales traza que fluyen por los ríos desde las cuencas (Harbison, 1986).”
    • Promedios de los metales de los manglares y los sedimentos de las llanuras salinas: “Las concentraciones medias de los metales traza fueron (μmol g - 1): Fe (1997) > Ni (44.2) > Cr (31.9) > Mn (8.8). Las concentraciones de Mn se encuentran dentro del rango de las medidas en otros manglares en todo el mundo. Por el contrario, las concentraciones de Ni, Cr y Fe de este estudio son significativamente más altas que el promedio mundial.”
    • “Las concentraciones de Ni ascienden a entre 10 y 100 veces más que en cualquier otro manglar que se desarrolle río abajo de una cuenca que no está compuesta por rocas ultramáficas.”
  • Resumen: los manglares ayudan a reducir la presencia de los metales tóxicos del medio ambiente:
    • “Este estudio combinado de los parámetros de aguas intersticiales, el contenido orgánico sedimentario y la separación de los metales de transición de los manglares que se desarrollan aguas abajo de una cuenca fluvial ultramáfica demostró que los manglares actúan como reactor natural al transformar las formas de los metales durante su transferencia de la cuenca fluvial a las aguas costeras.”
    • “Las concentraciones de Fe y Ni asociados con las fracciones óxidas y orgánicas se incrementaron con la profundidad y desde la llanura salina hasta el rodal del manglar Rhizophora .
    • “Por lo tanto, el enriquecimiento orgánico de los sedimentos de los manglares de la llanura salina hasta el bosque de Rhizophora causó la transferencia de metales de traza de su forma de óxido a las formas orgánicas y sulfúricas.
    • “En condiciones anóxicas, el Fe y el Mn también se precipitaron como carbonatos.
    • “Finalmente, considerando la riqueza de los sedimentos de los manglares superiores del Mn asociado con las fases óxidas y residuales, se cree que ocurre la oxidación de Cr (III) a Cr (VI). No obstante, dentro de las capas anóxicas y ricas en materia orgánica, el Cr (VI) puede verse reducido por la materia orgánica y los 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 pp.).

Harbison, 1986 P. Harbison “Mangrove muds: a sink and a source for trace metals” (Lodos de manglares: sumidero y fuente de metales traza). Marine Pollution Bulletin, 17 (1986), páginas 246–250.

Marchand et al., 2011a C. Marchand, M. Allenbach, E. Lallier-Vergès “Relationships between heavy metals distribution and organic matter cycling in mangrove sediments of Conception Bay” (Relaciones entre la distribución de los metales pesados y ciclado de material orgánica en los sedimentos de los manglares de la bahía de Conception), New Caledonia Geoderma, 160 (2011), páginas 444–456.