Sedimentos en zonas urbanas volcanicas de Mexico

Características geoquímicas de los sedimentos de arroyos de la zona volcánica anurbana, México Central: Entradas naturales y artificiales

RESUMEN

Características geoquímicas de los sedimentos del arroyo [n = 31; Sección aguas arriba: el río Zahuapan (1-12) y el río Atoyac (13-20); La sección aguas abajo (21–31)] de la cuenca del río Atoyac en el centro de México ha sido evaluada. El estudio se centra en la textura, la petrografía y la composición química de los sedimentos fluviales con el objetivo de analizar su procedencia, la firma de meteorización química y sus posibles efectos ambientales. Los sedimentos fluviales están compuestos principalmente de partículas de arena y limo dominadas por plagioclasa, piroxenos, anfíboles, feldespato K, biotita, opaco y cuarzo. Los sedimentos fueron analizados para determinar los principales (Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, P, Si, Ti), elementos traza (As, Ba, Be, Co, Cr, Cu, Mo, Mn, Ni, Pb, Sc, V, Y, Zn, Zr, Ga) y en comparación con la corteza continental superior (UCC), la composición de la fuente y los valores de fondo locales. Las concentraciones elementales fueron comparables con el promedio de andesita y la composición dacítica del área de origen y los valores de fondo locales, excepto para el enriquecimiento de Cu (56.27 ppm), Pb (34 ppm) y Zn (235.64 ppm) en los sedimentos aguas abajo, lo que sugiere una presencia externa significativa. influencia (antropogénica). Los sedimentos fluviales de la cuenca del río Atoyac muestran valores bajos de CIA y PIA que implican condiciones climáticas predominantemente débiles a moderadas en la región de origen. Sobre la base de los diagramas de discriminación de procedencia y las proporciones elementales, se entiende que los sedimentos recolectados se derivan de rocas volcánicas intermedias a félicas dominadas en la región de estudio. Los índices de contaminación por metales resaltan el enriquecimiento de Cu, Pb, Zn, Mo, Cr y S, que indican claramente las influencias de fuentes naturales (meteorológicas y de actividad volcánica) y externas (antropogénicas). Los resultados de la evaluación de riesgos ecológicos indican que Cr, Ni y Zn causarán efectos biológicos adversos en el medio ambiente fluvial.

INTRODUCCIÓN

Los sistemas fluviales son los sistemas dinámicos más importantes, en donde su interacción con la corteza continental provoca un reciclaje constante de los materiales de la corteza terrestre. En ese sentido, los ríos son el principal portador de materiales sedimentarios de los continentes a los océanos, que resultan de la denudación continental, es decir, la acción sinergia del desgate y erosión de las rocas.

Los sedimentos depositados conservan las huellas de todos los procesos en el Pasaje desde la fuente hasta el fregadero

La composición geoquímica de los sedimentos de la corriente depositada proporciona información importante sobre sus orígenes y, por lo tanto, puede utilizarse para inferir tendencias climáticas, la procedencia del sedimento, el ambiente de depósito y las fuentes de contaminación en la región.

Las composiciones geoquímicas de los sedimentos fluviales revelan la composición media de una cuenca de drenaje completa (Young et al., 2013). Es bien sabido que la meteorización química ejerce un mayor control sobre la composición de los sedimentos, afectando fuertemente la geoquímica elemental y la mineralogía de los sedimentos  (Johnsson y Meade, 1990; Van Loon y Mange, 2007; Schneider et al., 2016), donde los cationes más grandes (Al2O3, Ba, Rb) permanecen fijos en el perfil de intemperie preferentemente sobre cationes más pequeños (Ca, Na, Sr) que se lixivian selectivamente (Nesbitt et al., 1980). Estas firmas geoquímicas se conservan completamente en los sedimentos, por lo que se infiere la procedencia y las condiciones meteorológicas del área de origen (por ejemplo, Nesbitt y Young, 1982; Bhatia, 1983; Wronkiewicz y Condie, 1987; Cullerset al., 1988; Feng y Kerrich, 1990; Fedo et al., 1996; Armstrong-Altrin et al., 2015; Nagarajan et al., 2014.

El río Atoyac, uno de los principales ríos del centro-sur de México que fluye a través de los estados de Tlaxcala y Puebla, está delimitado por características tectónicas como el volcán Iztaccíhuatl, Popocatépetl (activo) en el lado oeste y el volcán Malinche en el lado este. El área de investigación ha sido testigo de un potencial desarrollo industrial (textil, petroquímico, caucho) y económico que favorece un crecimiento demográfico del 154,6% durante las últimas dos décadas (INEGI, 2010). Es uno de los ríos más contaminados del país (CONAGUA, 2010) influenciado por los insumos volcánicos naturales, además de las descargas de aguas residuales de las zonas urbanas, agrícolas e industriales.

Los sedimentos fluviales de la cuenca del río Atoyac brindan la oportunidad de obtener conocimiento sobre la influencia de diferentes procesos en la química de sedimentos, que se utiliza como un proxy en la interpretación de la procedencia, las condiciones climáticas, las características de las rocas fuente y las fuentes de Contaminación en esta cuenca.

Presentamos en este documento la textura, la petrografía, la composición de elementos principales y traza de los sedimentos para revelar la procedencia, las condiciones de intemperie y las características de la roca de origen. Adicionalmente, Se han calculado índices geoquímicos como el factor de enriquecimiento (FE), el índice de geoacumulación (Igeo), el índice de carga de contaminación (PLI) y la evaluación del riesgo ecológico para identificar posibles efectos ambientales.

Descripción del área de estudio

2.1. Entorno regional

La cuenca del río Atoyac, que se encuentra entre 18◦57 02 N y

98◦15 37 W en el centro de México, constituye el río Zahuapan y el río Atoyac que fluyen a través de las regiones rurales, urbanas, agrícolas e industriales de Tlaxcala y la ciudad de Puebla, donde finalmente desemboca en la presa Manuel Ávila Camacho (Fig. 1 ). Esta cuenca tiene una extensión de 4395 km2, flanqueada por los volcanes Iztaccíhuatl y Popocatépetl (activo) en el lado oeste y el volcán Malinche en el lado este. El río Zahuapan es alimentado por la escorrentía de la Sierra de Tlaxco en el norte y varios canales menores que se originan en aguas interiores y el volcán La Malinche. El río Atoyac se origina en la Sierra Nevada de Toluca como resultado del derretimiento de la nieve en el borde norte del volcán Iztaccíhuatl. La sección aguas abajo en el área de estudio incluye la confluencia de ambos ríos cerca de Santo Toribio Xicohtzingo que entran en las llanuras de Puebla. La cuenca fluvial experimenta un clima subhúmedo con una precipitación promedio anual de 800 mm y una temperatura de 22 ° C.

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