Interpretación multivariante de la composición elemental de rocas sedimentarias

Abstract

Los sedimentos juegan un papel muy importante como medio de transporte de materiales y como sumidero y reservorio de ETTs (Elementos Traza Tóxicos) debido a su baja biodegradabilidad y a su persistencia en el medio. La procedencia de los ETTs puede ser natural, asociada a la geoquímica de la roca madre y a la actividad volcánica de la región, o antropogénica, como consecuencia de actividades humanas como minería, industria o agricultura. El conocimiento de la geoquímica de los sedimentos, además de facilitar la comprensión de los efectos de los procesos químicos naturales o antrópicos sobre el medio ambiente, permite conocer los fenómenos de transporte de partículas y de movilización y dispersión de ETTs, y predecir así el riesgo medioambiental debido a la carga metálica del sedimento. En este trabajo se han estudiado sedimentos procedentes de dos provincias argentinas, Salta y Santa Cruz, ambas ubicadas en ambientes sedimentarios similares. Se tomaron muestras de cuatro zonas no alteradas por actividad antrópica de la provincia de Salta, espaciadas de 2 a 5 metros verticalmente de la misma columna estratigráfica, y se compararon con muestras no alteradas de la provincia Santa Cruz para estudiar si había diferencias y similitudes significativas geoquímicas entre zonas alejadas (1300 km aprox.), con diferente historia geológica. Los elementos mayoritarios se analizaron por Fluorescencia de Rayos X (FRX) y los elementos a nivel de trazas o ultratrazas por ICP-MS, empleando un tratamiento de muestras ácido siguiendo la norma US-EPA 3052. Los resultados experimentales se analizaron mediante herramientas estadísticas univariantes y multivariantes para tener una mejor visualización de la variabilidad espacial en la composición química de los sedimentos. El análisis univariante (gráficos box plot) ha demostrado que hay ciertas diferencias según la zona en la composición elemental de los sedimentos investigados, sobre todo, las muestras de la provincia Santa Cruz difieren del resto de muestras tomadas en la provincia de Salta en el contenido de elementos mayoritarios como Fe, K, Mn, Na, P, S y Ti. Para el resto de los elementos minoritarios, traza y ultratraza no se ha observado gran variabilidad espacial. El análisis multivariante (análisis clúster jerárquico y análisis en componentes principales) ha permitido agrupar variables y muestras por su similitud, y relacionar las diferentes zonas espaciales con la composición de los sedimentos. Las diferencias composicionales más acusadas se han observado entre las muestras de las dos provincias, Salta y Santa Cruz, evidenciando diferencias en la geoquímica de ambas regiones. No obstante, dentro de las muestras procedentes de Salta también se ha observado una débil variabilidad, debida probablemente a la presencia de estratos sedimentarios con composición geoquímica ligeramente diferente. Por último, se ha comparado la composición elemental de las muestras de sedimentos con la composición media de la corteza terrestre mediante el cálculo del factor de enriquecimiento. De los resultados numéricos puede extraerse que los sedimentos analizados en este trabajo no están anormalmente enriquecidos en elementos tóxicos o potencialmente tóxicos, luego no constituyen un riesgo inmediato para el medio ambiente.