Heavy metals in geochemical sediment fractions of the border region between baja california, mexico, and california, usa

Abstract

En este estudio se evalúa la concentración de los metales pesados Cu, Zn, Ni. Cr, Pb, Cd. Ag. Mn 5|00E2|?? Fc en las diferentes fracciones geoquímicas del sedimento, como una medida para conocer el impacto de las descargas de aguas residuales sobre los sedimentos costeros de la región. Para este propósito durante un crucero oceanográfico realizado en abril de 1992 (ECOBAC IV). se recolectaron 20 muestras de sedimento superficial en la plataforma costera de la región fronteriza de Baja California (México) y California (EUA). Las muestras de sedimento se sometieron a un procedimiento de extracción secuencial, diseñado para obtener las tracciones geoquímicas operacionalmente definidas como: intercambiable (Fl), carbonatos (F2), oxihidróxidos de Fe y Mn (F3), materia orgánica/sulfuros (F4) y residual o litogénica (F5). La especiación operacional de los metales indica que las principales fases que acumulan metales en el sedimento son la matriz detrital o litogénica, los oxihidróxidos de Fe y Mn y la materia orgánica/sulfuros, en este orden. La distribución espacial de los metales pesados en la fase reactiva (definida como la suma de F1-F4) presentó en general, una tendencia a aumentar en concentración en sedimentos alejados de la costa. Los metales pesados en la fase reactiva aparentemente son controlados por la concentración de hierro reactivo en los sedimentos, con excepción del Pb, el Cd y la Ag. Esto sugiere que estos últimos elementos son controlados por otros procesos, tales como el material particulado de origen biogénico. En contraste, la distribución espacial de los metales pesados en la fase detrital presentó un comportamiento inverso, esto es las mayores concentraciones de metales se encuentran cercanas a la costa frente a la planta de tratamiento de aguas residuales de Punta Bandera. Baja California. Las concentraciones promedio de metales totales (suma de F1-F5) fueron de 7.6. 40, 21, 68. 428. 11, 0.10 y 0.025 ug g-1 para Cu. Zn, Ni, Cr, Mn, Pb. Cd y Ag, respectivamente. y de 2.3% para Fe. Estas concentraciones son similares a las registradas para sedimentos de referencia no contaminados del sur de California, lo que nos indica que una proporción importante de contaminantes vertidos por los efluentes de agua residual en la zona costera están siendo transportados hacia afuera de la región.

The concentrations of the heavy metals Cu, Zn, Ni, Cr, Pb, Cd, Ag, Mn and Fe in the different geochemical sediment fractions are determined in this study, as a means of assessing the impact of residual wastewater on the coastal sediments of the region. During an oceanopraphic cruise in April 1992 (ECOBAC IV), 20 samples of surface sediments were collected from the coastal shelf of the border region between Baja California (Mexico) and California (USA). The sediment samples mere subjected to a sequential extraction procedure designed to obtain the geochemical fractions defined as: exchangeable (F1I), carbonates (F2), Fe and Mn oxyhydroxides (F3), organic matter/sulfides (F4) and residual or lithogenic (F5). The operational speciation of the metals indicates that the principal phases in the sediments that accumulate metal are the detrital or lithogenic matrix, the Fe and Mn oxyhydroxides and the organic matter/sulfides, in this order. In general, the spatial distribution of the heavy metals in the reactive phase (defined as the sum oflìl-F4) tended to increase in conccntration in offshore sediments. The heavy metals in the reactive phase are apparently controlled by the conccntration of reactive iron in the sediments, except for Pb, Cd and Ag, suggesting that the latter elements are controlled by other processes, such as particulate matter of biogenic origin. In contrast, the spatial distribution of heavy metals in the detrital phase behaved inversely, that is, thc greatest concentrations of metals are found close to the coast off the wastewater treatment plant at Punta Bandera. Baja California. The average concentrations of total metals (sum of FI-F5) were 7.6, 40. 2 1,68, 428, 11, 0.10 and 0.025 ug g-1 for Cu, Zn, Ni, Cr, Mn, Pb, Cd and Ag, respectively, and 2.3% for Fe. These concentrations are similar to those reported for uncontaminated reference sediments from southern California, indicating that a large amount of pollutants from the effluent of residual water in the coastal zone are being transported outside the region