Identificación de fases portadoras de F en vidrios volcánicos andinos mediante técnicas espectroscópicas

BIA, G; BORGNINO L; GARCIA M.G.

Congreso; III Reunión Argentina de Geoquímica de la Superficie; 2014

Se estima que alrededor de 70 millones de personas en el mundo sufren de fluorosis a causa del consumo de agua con elevadas concentraciones de F. Las fuentes de este elemento son principalmente geogénicas y por ello la mayor parte de las regiones afectadas coinciden con los grandes cinturones volcánicos, escudos cristalinos y grandes cuencas sedimentarias de regiones áridas y semiáridas1. La región de la llanura Chacopampeana es un típico ejemplo del último caso, en donde la principal fuente de F ha sido atribuida a la presencia de vidrio volcánico proveniente de erupciones en la zona cordillerana andina2 y de escasos granos de fluorapatita3 dispersos en los sedimentos loessicos que cubren la región. Sin embargo, aún no se conoce cual es la fase portadora de este elemento en los vidrios volcánicos. Algunos autores sugieren que los elementos más móviles presentes en los vidrios volcánicos (entre ellos el F) se asocian a sales solubles que recubren la superficie de las partículas3,4. El objetivo de este trabajo es identificar las fases portadoras de F en tres cenizas volcánicas andinas y al mismo tiempo caracterizar las condiciones geoquímicas que controlan la liberación de este contaminante natural desde las cenizas a las aguas naturales. Para este estudio se utilizaron muestras de cenizas volcánicas de las erupciones de los volcanes Hudson (1991), Chaitén (2008) y Puyehue (2011). Las mismas fueron caracterizadas mineralógica (DRX, SEM-EDS) y químicamente (ICP-OES). La composición química de la superficie (primeros 5 nm) se analizó mediante XPS. Las condiciones de liberación del F al agua se analizaron por medio de ensayos cinéticos a pH 3, 6,5 y 10. Las cenizas del volcán Hudson, Chaitén y Puyehue presentan una composición del tipo traquiandesita, dacitica y traquidacitica respectivamente y en todas ellas hay un claro predominio de la fracción vítrea (>80%). La observación de la muestra mediante SEM acoplado con EDS permitió identificar la presencia de recubrimientos de Ca-F y Ca-P asociados a partículas de vidrio volcánico alterado, lo cual explica el enriquecimiento de elementos como F, Cl, Ca, P y As determinado en los primeros 5 nm de las partículas mediante XPS. Asimismo, las cinéticas de liberación de F indican que para las muestras del Hudson y del Chaitén la cantidad liberada de F es mayor a pH ácidos, mientras que para las muestras del Puyehue la cantidad liberada bajo condiciones ácidas y alcalinas son similares. La disolución del vidrio volcánico en condiciones extremas de pH justifica la tendencia de liberación de F observada en las tres muestras, así como la disolución de pátinas de fluorita y fluorapatita, las cuales se disuelven más fácilmente a pH ácido