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Geoquímica ambiental en suelo, agua y vegetación de la zona de exploración geotérmica de Acoculco, Puebla, México
Environmental geochemistry in soil, water and vegetation of the Acoculco geothermal exploration area, Puebla, Mexico
Daniel Vela Godínez
ZAYRE IVONNE GONZALEZ ACEVEDO
Acceso Abierto
Atribución
Sitios hidrotermales, geoquímica, suelo, agua y vegetación
Hydrothermal sites, geochemistry, soil, water and vegetation
Los sistemas hidrotermales han sido ampliamente estudiados por el gran interés que se ha tenido para la generación de energía geotermoeléctrica, pero existen pocos estudios de geoquímica ambiental, especialmente en zonas de baja permeabilidad, como lo ha demostrado ser la zona de exploración geotérmica de Acoculco, Puebla. El sitio está caracterizado por una alteración hidrotermal argílica, manifestaciones frías con fluidos ácidos, emisiones de gases y temperaturas superficiales entre 10 y 26 °C. Dichas condiciones, pueden propiciar el transporte de elementos químicos potencialmente tóxicos entre el suelo, el agua y la vegetación circundante. Por lo anterior, se propone investigar la correlación entre los elementos químicos inorgánicos de importancia ambiental presentes en las diferentes fases del suelo, con su presencia en forma disuelta en el agua y en la vegetación circundante en la zona de exploración geotérmica de Acoculco, Puebla. Para analizar los elementos químicos en las fracciones del suelo,se utilizó el método de extracción secuencial, propuesto por Tessier en 1979 y modificado por Rauret y colaboradores en el 2000. Para el material vegetal, se realizó una digestión ácida con el método propuesto por la Agencia de Protección Ambiental (EPA por sus siglas en ingles) de Estados Unidos. El análisis y cuantificación de los elementos químicos presentes en las muestras de suelo, agua y vegetación se realizó con equipos de plasma de acoplamiento inductivo con espectrometría de emisión óptica (ICP-OES) para análisis de elementos mayores y con espectrometría de masas (ICP-MS) para análisis de elementos traza. Los resultados más importantes de esta investigación, revelan que los gases como el CO2 y H2S están generando un ambiente ácido, gracias a la disolución de éstos en el agua. Su interacción con el suelo, propicia que los iones metálicos mayoritarios y elementos traza se encuentren principalmente en la fracción intercambiable. A través de reacciones oxido-reducción pasan a la fracción de hidróxidos de Fe y Mn del suelo pudiendo así ser aprovechados por plantas y hongos circundantes. Estos procesos se observaron en las zonas hidrotermales de Los Azufres y Alcaparrosa, sitios con los menores valores de pH tanto en agua como en el suelo. Es importante resaltar la alta concentración de As en el agua, que sobrepasa 4 veces la concentración que recomienda la NOM-127-SSA1-2017 como límite máximo permisible, así como la presencia de sulfatos y de Fe disuelto.
Hydrothermal systems have been widely studied due to the great interest in geothermal power generation, but there are few studies of environmental geochemistry, especially in low permeability zones, as the Acoculco geothermal exploration zone, Puebla, has shown to be. The site is characterized by argillic hydrothermal alteration, cold manifestations with acidic fluids, gas emissions and surface temperatures between 10 and 26 °C. These conditions may favor the transport of potentially toxic chemical elements between the soil, water and surrounding vegetation. Therefore, it is proposed to investigate the correlation between the inorganic chemical elements of environmental importance. That might be present in the different phases of the soil, in dissolved form in the water and in the surrounding vegetation in the geothermal exploration zone of Acoculco, Puebla. To analyze the chemical elements in the soil fractions, the sequential extraction method, proposed by Tessier in 1979 and modified by Rauret and collaborators in 2000, was used. For the plant material, an acid digestion was performed using the method proposed by the Environmental Protection Agency (EPA) of the United States. The analysis and quantification of the chemical elements present in soil, water and vegetation samples was carried out with inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) for major element analysis and mass spectrometry (ICPMS) for trace element analysis. The most important results of this research reveal that gases such as CO2 and H2S are generating an acidic environment, thanks to their dissolution in water. Their interaction with the soil causes the major ions and trace elements to be found mainly in the exchangeable fraction. Through oxidation-reduction reactions, they pass to the Fe and Mn hydroxide fraction of the soil and can thus be used by the surrounding plants and fungi. These processes were observed in the hydrothermal zones of Los Azufres and Alcaparrosa, sites with the lowest pH values in both water and soil. It is important to highlight the high concentration of As in the water, which exceeds 4 times the concentration recommended by NOM-127-SSA1-2017 as the maximum allowable limit, as well as the presence of sulfates and dissolved Fe. These concentrations represent a risk to environmental and human health in the area.
CICESE
2022
Tesis de maestría
Español
Vela Godínez, D. 2022. Geoquímica ambiental en suelo, agua y vegetación de la zona de exploración geotérmica de Acoculco, Puebla, México. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 156 pp.
GEOQUÍMICA EXPLORATORIA
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