Impulsado por la industria: metales pesados ​​en los suelos de NJ

Rápido y fácil de usar, SciAps XRF es 'un salvavidas' en el campo

Recientemente, Dra. Ashaki Rouff, profesor asociado, y Suah Yekeh, Ph.D. de segundo año. estudiante, en el Departamento de Ciencias Ambientales y de la Tierra at Universidad de Rutgers, Newark investigó el suelo en siete parques de la ciudad en busca de contaminantes, incluidos metales pesados, utilizando SciAps X-200 XRF. Lo que aprendieron hará que regresen este verano doblemente equipados, utilizando sus analizadores SciAps X-505 XRF y Z-903 LIBS recién adquiridos.

El estudio de 2021, "Evaluación XRF de metales pesados ​​en parques de Newark, Nueva Jersey", reveló concentraciones de arsénico, cobalto y plomo superiores a los límites del Departamento de Protección Ambiental de Nueva Jersey para suelos recreativos de alto contacto.

Newark alberga una amplia gama de actividades industriales y comerciales relacionadas con la contaminación del aire. Su infraestructura envejecida ha llevado a investigaciones previas de los sistemas de agua y al descubrimiento de plomo dentro del sistema de agua. “Escuchamos mucho sobre la contaminación del agua y las partículas que se inyectan en la atmósfera debido a las emisiones vehiculares. Pero no escuchamos mucho sobre el suelo, que en realidad es un gran sumidero donde se depositan estos contaminantes. Esa es una de las razones por las que nos estamos enfocando en el suelo. Es importante y se ha pasado por alto”, dice Rouff.

La mayoría de los parques recreativos de Newark están cerca de autopistas, en medio de áreas de mucho tráfico o junto a puertos marítimos, por lo que los investigadores se enfocaron en estas áreas donde los niños juegan durante horas para evaluar los contaminantes que se han asentado en los suelos.

Mejoras en el campo con SciAps

Rouff dice que SciAps XRF mejoró la eficiencia y la experiencia del usuario del proyecto. “He trabajado con otros instrumentos portátiles XRF en el pasado, pero prefiero con mucho el SciAps XRF. Era mucho más fácil de usar. El software era mucho más fácil de usar y de navegar. Mucho mejor que [según mi experiencia con] un XRF de la competencia”.

No habían recibido mucho apoyo u orientación con el analizador anterior, dice ella. “De hecho, SciAps vino e hizo una demostración para nosotros, que fue bastante informativa”, dice Rouff. “Cuando tomamos prestado el XRF a través del Programa de Préstamos Académicos, recibimos capacitación sobre cómo usarlo y recopilamos datos invaluables. Consolidó la decisión de comprar analizadores de SciAps”.

"Usar el XRF va a ser un salvavidas en términos de hacer análisis en el campo".

Ampliando el trabajo de campo utilizando X-505 y Z-903 LIBS

En el verano de 2022, regresarán a los parques con su SciAps X-505 (que reemplazó al X-200) para volver a muestrear algunas de las áreas y tomar medidas adicionales para ver si los niveles elevados de arsénico, cobalto y plomo son un problema crónico, o tal vez hubo algún tipo de perturbación que elevó esos niveles. “Queremos asegurarnos de que podemos replicar las mediciones antes de continuar con los siguientes pasos”, dice Rouff.

Y con un analizador SciAps Z-903 LIBS (láser) que puede medir cualquier elemento de H a U, también buscarán carbono. “Estamos emocionados de usar LIBS porque quiero ver qué está pasando con el carbono en el suelo, también. Quiero entender cómo se correlacionan los contenidos de metal y el contenido de carbono. Ya sabemos por nuestros análisis de especiación que tenemos metales unidos a una gran cantidad de material orgánico, por lo que creo que será interesante e informativo cuantificar también el carbono en los suelos y ver cómo son las correlaciones”, dice Rouff.

En la siguiente fase del estudio, realizarán un análisis completo de los suelos para obtener una evaluación de la movilidad potencial de los contaminantes. También estudiarán el potencial de los suelos contaminados para infiltrarse en el aire, lo que podría afectar potencialmente las vías de ingestión si los contaminantes se unen a partículas más pequeñas.

“Tomamos prestado el XRF, recibimos capacitación sobre cómo usarlo y recopilamos datos invaluables. Consolidó la decisión de comprar analizadores de SciAps”.

Mapeo en el laboratorio, y más

Yekeh, coautora del estudio, y la estudiante universitaria a la que está asesorando, Kathleen Martin, actualmente están mapeando las 110 muestras que recolectaron en los parques para mostrar la concentración y la potencia de un área a otra. “Voy a utilizar la firma del mapa de calor GIS para ver si estos contaminantes se encuentran solo alrededor de los patios de recreo o si también se encuentran alrededor de los campos de fútbol. Usar el GIS me permitirá rastrear los contaminantes en este año y compararlos con el próximo año. Y luego compararé los parques entre sí para ver si esto es algo continuo en todos los parques”, dice Yekeh.

Compartir estos hallazgos con el público es uno de los beneficios del análisis, pero la instrumentación fácil de adoptar está generando más. Rouff implementará los analizadores recién comprados en proyectos de investigación de pregrado de menor escala que se conecten con todo el proyecto. “Podemos involucrar a una gama más amplia de estudiantes en este tipo de investigación pública o comunitaria. Así que puedo ejecutar programas de verano con estudiantes universitarios, y usar el XRF será un salvavidas en términos de hacer análisis en el campo”, dice Rouff.

Rouff ya ha agregado el análisis XRF a los módulos de suelo en los cursos ambientales y de geoquímica para aquellos estudiantes que no necesariamente participan en la investigación pero que se beneficiarán del análisis inmediato de muestras en el salón de clases. “Vamos a desarrollar y modificar los módulos del curso para incluir el XRF siempre que podamos”, dice Rouff.