DINÁMICA DE AGREGACIÓN Y DISOLUCIÓN DE ÁCIDOS HÚMICOS. EFECTO DEL pH Y DE IONES DE RELEVANCIA AMBIENTAL

M. BRIGANTE

Bahía Blanca

Congreso; XXIV Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo y II Reunión Nacional ?Materia Orgánica y Sustancias Húmicas; 2014

Asociación Argentina de la Ciencia del Suelo (AACS) y la sección argentina de la International Humic Substances Society (IHSS)

Las sustancias húmicas (SH) son macromoléculas estructuralmente complejas, las cuales representan el 60-70% de la materia orgánica del suelo. Poseen grupos reactivos carboxílicos y fenólicos que se deprotonan en medios acuosos generando cargas negativas en las moléculas, las que aumentan a medida que aumenta el pH. Las SH juegan un rol biogeoquímico integral en los medios ambientes acuático y el suelo, ya que procesos como la retención y transporte de nutrientes, metales, pesticidas, y otras sustancias orgánicas se encuentra influenciados por la solubilidad y movilidad de las mismas. Por lo tanto, estudios de cinética de disolución-agregación de SH son muy importantes para dilucidar los factores que promueven o previenen ambos procesos y su transporte en ambientes naturales. En este trabajo se utilizaron dos ácidos húmicos (AH) de diferente procedencia. Los estudios de cinética de disolución de partículas de AH fueron realizados en experimentos "batch", evaluando diferentes condiciones de pH y contenidos de iones metálicos, ácidos orgánicos y pesticidas. Los estudios de cinética de agregación de una solución de AH de concentración conocida fueron llevados a cabo por la misma metodología evaluando los efectos del pH y la concentración de Ca2+. Estos últimos estudios fueron complementados por medidas de movilidad electroforética. Los resultados obtenidos muestran que hay un dramático aumento de la velocidad de disolución con el aumento del pH del medio. Las velocidades varían hasta 4 órdenes de magnitud cuando el pH cambia de 3.5 a 11. La cinética de disolución también se ve favorecida por la presencia de ácidos carboxílicos y pesticidas aniónicos tales como el glifosato y el 2,4-D. El mecanismo propuesto involucra dos etapas bien definidas: una bien rápida donde se produce la adsorción del adsorbato sobre la superficie de las partículas. La adsorción genera especies superficiales que debilitan las uniones preexistentes entre las moléculas de AH. En la segunda etapa, lenta y determinante de la velocidad, se produce la liberación de las moléculas superficiales hacia el seno de la solución. Interacciones hidrofóbicas, formación de enlaces de hidrógeno y complejación hacia impurezas metálicas presentes juegan un rol importante en el mecanismo de disolución. Los iones metálicos (Ca2+, Mg2+, Sr2+, y Ba2+), por el contrario, producen una fuerte disminución de la velocidad de disolución. Esto está relacionado a la disminución de la carga neta negativa de las moléculas de AH y la repulsión electrostática entre las mismas. Además, los cationes pueden formar puente entre moléculas de AH adyacentes, aumentando las atracciones electrostáticas entre ellas. El pesticida catiónico paraquat tiene un comportamiento dual sobre la disolución, el cual depende del pH. Por otra parte, la velocidad de agregación del AH disuelto aumenta al aumentar la concentración de iones Ca2+ en todos los pH investigados, siendo mayor a pH 9 que a pH 7 ó 5. El mecanismo de agregación propuesto consta de dos etapas, una primera muy rápida donde se produce la adsorción de los iones divalentes seguida de una segunda etapa, lenta y determinante de la velocidad, donde las moléculas de AH-metal adsorbido se aproximan unas a otras para agregarse.