Unha tese proba o uso de tecnoloxías emerxentes para caracterizar o transporte no solo de contaminantes como microplásticos e lodos

O transporte de coloides (sustancias con dúas ou máis fases, normalmente unha fluída e outra dispersa en forma de partículas xeralmente moi finas) no solo determina o destino dos contaminantes, nutrientes e microorganismos no ambiente e a contaminación das augas subterráneas. Na súa tese de doutoramento, a química Laura Vázquez probou con bos resultados o uso da tecnoloxía emerxente TRPS para a contabilización e caracterización do transporte de contaminantes coloidais, como os microplásticos e os lodos vermellos residuos da produción de alumina, na auga do solo.

A tese, titulada Caracterización de partículas coloidais na auga do solo mediante detección sintonizable de pulsos resistivos, estivo dirixida desde a Facultade de Ciencias do campus de Ourense por José Eugenio López e Diego Soto e foi realizada no marco do grupo de investigación da UVigo Planta, Solo e Aproveitamento de Subproductos BV1. O seu traballo, indica Laura Vázquez, parte da consideración de que “mellorar a caracterización de contaminantes particulados coloidais na auga do solo pode axudar a explicar de xeito máis preciso o papel do solo como filtro para os contaminantes” e de que “as tecnoloxías emerxentes na caracterización de partículas poden representar un avance importante nesta caracterización”.

No seu estudo, comenta a investigadora, traballou coa hipótese de que “a interacción das partículas contaminantes coloidais cos coloides presentes na auga dos poros do solo ten unha influencia moi importante no transporte de contaminantes”. Isto, detalla, débese a que a filtración de coloides no medio poroso depende do tamaño, forma e carga dos revestimentos ou agregados coloidais que se forman entre as partículas contaminantes e os coloides do solo.

Información a partir de datos da distribución de tamaños

Para o desenvolvemento da súa tese, detalla a xa doutora pola UVigo, empregou a tecnoloxía de detección de pulso resistivo sintonizable (tunable resistive pulse sensing TRPS), pois, apunta, permite determinar o tamaño real de partículas individuais cunha alta precisión en suspensións polidispersas entre 40 nm e 3 micrómetros, ademais de determinar tamén individualmente o seu potencial eléctrico superficial. “O novo coñecemento ao que esta técnica pode contribuír promete mellorar o coñecemento do transporte de partículas contaminantes no solo, o cal podería utilizarse para o diagnóstico da vulnerabilidade potencial das augas subterráneas fronte aos organismos patóxenos, nanopartículas deseñadas e metais ligados a coloides, así como na optimización do deseño de formulacións de micro e nanopesticidas para o seu uso no solo”, afirma a autora do traballo.

A tese, indica Laura Vázquez, permitiu desenvolver un método baseado no TRPS para contabilizar e caracterizar partículas en experimentos de transporte coloidal, co fin de obter información máis precisa sobre os mecanismos de filtración de partículas a través do solo a partir de datos da distribución de tamaños. Ademais, no estudo tamén avaliou a capacidade que ten o TRPS para realizar estas medidas (de tamaño, concentración e potencial de superficie) en presenza de ácidos húmicos, cos que se tenta simular o efecto da materia orgánica disolta nunha suspensión acuosa do solo.

Resultados en experimentos

No marco da investigación, explica a investigadora, realizáronse experimentos de percolación utilizando dous tipos de contaminantes particulados: por unha banda, microplásticos, “que son contaminantes que están a ser obxecto de preocupación nos últimos anos”, e por outro, lodos vermellos, residuos da produción de alumina, “que poden afectar o medio ambiente tendo en conta a elevada taxa de xeración dos mesmos e os problemas de filtracións e sobordes nas balsas de almacenamento”. Na tese estudou o transporte e a retención destas partículas mediante experimentos en columnas en condicións de saturación, determinándose as distribucións de tamaño e carga dos coloides nas fraccións de percolados obtidos das columnas tratando de comprender algúns dos mecanismos implicados mediante modelos de transporte de coloides. “O TRPS permite caracterizar partículas coloidais usando como partículas modelo de estudo microsferas de poliestireno para os microplásticos, e lodos vermellos derivados da produción de alumina como micropartículas densas”, resume Laura Vázquez.

“Os resultados amosaron que é posible cuantificar o número de microplásticos na auga que contén o solo e determinar a súa distribución de tamaños. Por una banda, identificouse que a materia orgánica do solo disolta interfire na determinación do tamaño e afecta a outras variables operativas do instrumento TRPS”, explica a investigadora. Ademais, engade, “aplicouse esta técnica para examinar a filtración de microplásticos e lodos vermellos de tamaño coloidal en medios porosos, observando que este método permite identificar experimentalmente a relación entre o tamaño das partículas e a súa mobilidade”.

Sobre o estudo realizado, Laura Vázquez sinala por último que “tendo en conta os actuais problemas ambientais relacionados cos contaminantes particulados, é importante contar cun método que permita facer medicións precisas dos mesmos, tanto do seu tamaño como do seu potencial de superficie, dúas características que van condicionar a súa mobilidade". Neste senso, engade, o TRPS amósase como “unha técnica que nos permite caracterizar estas propiedades en partículas de tamaño sub-microscópico de forma moi precisa”.