Acumulación de elementos potencialmente tóxicos en zonas agrícolas periurbanas de Cochabamba, Bolivia

Abstract

Resumen: Los suelos agrícolas de áreas peri-urbanas están en riesgo de contaminación con elementos potencialmente tóxicos debido a su proximidad con áreas urbanas e industriales. La acumulación de estos elementos puede afectar los ecosistemas y la salud humana, por lo que la evaluación de sus concentraciones es importante para determinar los patrones de acumulación e implementar medidas de remediación si fuesen necesarias. Este estudio evaluó los elementos potencialmente tóxicos Mn, Zn, Pb, Cu y Cd en dos áreas agrícolas (Martillo y Tamborada) de la zona peri-urbana de Cochabamba, Bolivia. Se recolectaron muestras de suelo y sedimento y se determinó su pH, conductividad eléctrica, contenido de materia orgánica y las concentraciones de Mn, Zn, Pb, Cu y Cd. Los resultados sugieren acumulación de Zn, Cu y Mn en canales de riego de ambas áreas. Comparación de suelos agrícolas de Tamborada y Martillo sugieren acumulación de Pb en Tamborada, mientras que se observó acumulación focal de Cd en Martillo. Las concentraciones estuvieron dentro del rango de variación de suelos no contaminados, exceptuando el Zn en canales de riego de Tamborada. El uso de aguas residuales para riego, las emisiones atmosféricas de automóviles y el vertido de desechos sólidos son potenciales fuentes de contaminación. Si bien los suelos alcalinos y salinos contribuirían a reducir la disponibilidad de estos elementos, a largo plazo, su acumulación podría conducir a la contaminación de los suelos agrícolas. Las concentraciones medias de Mn, Zn, Pb y Cu (550.74, 75.95, 32.35 y 31.95 mg kg-1, respectivamente) se sugieren como valores de referencia para el área de estudio.

Abstract: Agricultural soils located in peri-urban zones are at risk of contamination with potentially toxic elements due to their proximity to urban and industrial areas. The accumulation of these elements may affect ecosystem functioning and be hazardous for human health, consequently, evaluation of their concentrations is essential to determine accumulation patterns and to implement remediation measures if required. This study evaluated the concentrations of potentially toxic elements Mn, Zn, Pb, Cu and Cd in agricultural fields and irrigation canals of two peri-urban agricultural areas (Martillo and Tamborada) of Cochabamba, Bolivia. Soil and sediment samples were collected from agricultural fields and irrigation canals and their pH, electrical conductivity, organic matter, and the concentrations of Mn, Zn, Pb, Cu and Cd were determined. The results suggest accumulation of Zn, Cu and Mn in irrigation canals of both agricultural areas. Comparison of Tamborada and Martillo agricultural soils suggest Pb and Zn accumulation in Tamborada, while focal Cd accumulation was observed in Martillo. Element concentrations were within natural range variation of uncontaminated soils except for Zn in irrigation canals of Tamborada. The use of wastewater for irrigation, automobile-related diffuse pollution and the dumping of solid wastes in agricultural areas are potential contamination sources. While the alkaline, saline soils with loam and clay texture would contribute to reduce the bioavailability of potentially toxic elements, in the long-term, accumulation could lead to contamination and increase the risk of environmental and health hazard. The median concentrations for Mn, Zn, Pb and Cu (550.74, 75.95, 32.35 and 31.95 mg kg-1, respectively) are suggested as baselines values for the area.