Cinética de las Reacciones del Suelo: Una Técnica Revolucionaria para su Estudio
Como edafólogo, cuando busco noticias para redactar post, me encuentro con la necesidad de leer muchas, por cuanto a menudo el vocablo suelo no aparece en sus titulares. Con el tiempo, al ir viendo las novedades instrumentales que aparecen en otros ámbitos del saber, termine pasando de tener una sana envidia a padecer una gran frustración. Cuando se invierte poco en el estudio de un recurso natural, resulta raro que las nuevas tecnologías lleguen con rapidez a una disciplina, y más aun que se implementen en el seno de la comunidad implicada. Se trata de un tema el que deberemos hablar en su momento. Sin embargo, ayer (por hoy) me llegaron dos “verdaderos bombazos” que pueden cambiar el rumbo de las líneas de investigación a las que afectan, de ser ciertas. Comenzaremos hablando de la que concierne a la cinética de las reacciones químicas que ocurren en la interfase suelo-agua. A partir de ahora, parece que existe la posibilidad de analizarlas en tiempo real. ¿Cómo? Si, no exagero. Un nuevo instrumental basado en la Espectroscopia de absorción por Rayos X (Q-XAS), permite estimar las reacciones que se producen en las soluciones del suelo en milisegundos. Su aplicación en ciencia básica, así como en el estudio de los procesos de contaminación, alcanzará seguramente enormes repercusiones, de ser corroborado todo lo que argumentan los investigadores implicados.
Foto de los autores. Fuente: Universidad de Delaware
Hoy, no voy a explicaros el texto, por cuanto es lo suficientemente técnico como para que todos los posibles interesados tengan sobrado conocimiento del Suahili para traducirlo, sin la menor dificultad. Entender lo que ocurre al instante a nivel molecular lo dice ya casi todo. El estudio fue llevado a cabo por el equipo de Donald Sparks de la Universidad de Delaware. La nota de prensa hace mucha publicidad de la misma, señalando que es una de las instituciones más prestigiosas de EE.UU en los temas que conciernen a la ciencia del suelo. Tal aserción se me antoja un tanto prepotente. Pero no hablaremos de este tipo de exclamaciones, ya que no merecen la pena. Cierto es, sin embargo, que ha sido la encargada de comandar una iniciativa que puede cambiar el futuro de la edafología, como ya os hemos informado en diversos post incluidos en nuestra categoría sobre la “Zona Crítica Terrestre y el Futuro de la Edafología”, siendo el propio Donald (que ya estaba fotografiado en nuestra “galería de fotos” que versa sobre el tema) uno de los principales protagonistas.
Los autores exponen el ejemplo de la contaminación de las aguas subterráneas por arsénico, generada por los propios microorganismos del suelo. Muy buen ejemplo, por cuanto afecta a la salud pública (morbilidad y mortalidad) de cientos de millones de personas. No soy experto en el tema, pero espero que, de alguna forma u otra, tal instrumental pueda ser utilizado por los investigadores todo el mundo implicados en este tipo de indagaciones. Tan solo cabe pues felicitar a Donald y su equipo de la Universidad de Delaware, con la esperanza que sus esfuerzos por ampliar las fronteras de la edafología, mediante el análisis de la Zona Crítica Terrestre lleguen a buen puerto. Congratulations……..
PD. Mi única duda concierne a la total veracidad de la noticia o si esta última contiene algún tipo de propaganda. Lamentablemente, en el mundo de la ciencia el marketing ya lo invade todo. Anoche cené con dos colegas que saben bastante del instrumental empleado con la química de suelos. Cuando les comenté la noticia, tal como aparece en la nota de prensa, se mostraron un poco escépticos. Tan solo intento dejar constancia de que hay que ser prudentes, y no creerse uno todo lo que se lee ciegamente. Ojalá sea verdad, pero habrá que esperar a tener información más objetiva y fidedigna vía artículos científicos.
Juan José Ibáñez
New X-ray Technique Illuminates Reactivity Of Environmental Contaminants
by Tracey Bryant;
A chemical reaction can occur in the blink of an eye. Thanks to a new analytical method employed by researchers at the University of Delaware, scientists can now pinpoint, at the millisecond level, what happens as harmful environmental contaminants such as arsenic begin to react with soil and water under various conditions. Quantifying the initial rates of such reactions is essential for modeling how contaminants are transported in the environment and predicting risks.
The research method, which uses an analytical technique known as quick-scanning X-ray absorption spectroscopy (Q-XAS), was developed by a research team led by Donald Sparks, S. Hallock du Pont Chair of Plant and Soil Sciences and director of the Delaware Environmental Institute at UD. Postdoctoral researcher Matthew Ginder-Vogel is the first author of the study, which also involved Ph.D. student Gautier Landrot and Jason Fischel, an undergraduate student at
«This method is a significant advance in elucidating mechanisms of important geochemical processes, and is the first application, at millisecond time scales, to determine in real-time, the molecular scale reactions at the mineral/water interface. It has tremendous applications to many important environmental processes including sorption, redox, and precipitation,» Sparks said. «My group and I have been conducting kinetics studies on soils and soil minerals for 30 years,»
«In studying soil kinetics, we want to know how fast a contaminant begins to stick to a mineral,» Ginder-Vogel says. «In general, these reactions are very rapid – 90 percent of the reaction is over in the first 10 seconds. Now we can measure the first few seconds of these reactions that couldn’t be measured before. We can now look at things as they happen versus attempting to freeze time after the fact,» he notes.
For their study, the UD researchers made millisecond measurements of the oxidation rate of arsenic by hydrous manganese oxide, which is a mineral that absorbs heavy metals and nutrients. Contamination of drinking water supplies by arsenic is a serious health concern in the
The toxicity and availability of arsenic to living organisms depends on its oxidation state – in other words, the number of electrons lost or gained by an atom when it reacts with minerals and microbes. For example, arsenite [As(III)] is more mobile and toxic than its oxidized counterpart, arsenate [As(V)]. «Our technique is important for looking at groundwater flowing through minerals,» Ginder-Vogel notes. «We look at it as a very early tool that can be incorporated into predictive modeling for the environment.» A native of
«The
The research was funded by the U.S. Department of Agriculture (USDA) and by two grants from the National Science Foundation, including one from the NSF-Delaware Experimental Program to Stimulate Competitive Research (EPSCoR). The U.S. Department of Energy supported the research team’s use of the National Synchrotron Light Source.