Los científicos desarrollan una nueva ‘huella digital’ geoquímica para rastrear contaminantes en fertilizantes

Un equipo internacional de científicos ha descubierto metales tóxicos en fertilizantes minerales de fosfato en todo el mundo mediante el uso de una nueva herramienta para identificar la propagación y el impacto de dichos contaminantes en el suelo, los recursos hídricos y el suministro de alimentos.

«Si bien los fertilizantes minerales de fosfato son fundamentales para impulsar la agricultura sostenible y la seguridad alimentaria a nivel mundial, encontramos altos niveles de metales tóxicos en muchos fertilizantes en todo el mundo», dijo Avner Vengosh, presidente de la división de Ciencias de la Tierra y el Clima de la Escuela de Medio Ambiente Nicholas de la Universidad de Duke.

«Nuestro estudio desarrolló un nuevo método para identificar las fuentes y los impactos de estos metales en el medio ambiente». Esos metales incluían cadmio, uranio, arsénico, vanadio y cromo.

El uso de fertilizantes minerales (sustancias sintéticas o naturales con nutrientes esenciales necesarios para el crecimiento de las plantas) ha ayudado a impulsar el rendimiento sostenible de los cultivos en todo el mundo. Pero hasta hace poco no se había evaluado sistemáticamente su contaminación con metales tóxicos. Este nuevo estudio analiza los fertilizantes fosfatados a nivel mundial de los principales países mineros de fosfato.

«Medimos los isótopos de estroncio tanto en las rocas de fosfato como en los fertilizantes generados a partir de esas rocas para mostrar cómo la ‘huella’ de los isótopos de los fertilizantes coincide con su fuente original», dijo Robert Hill, autor principal del estudio y Ph.D. estudiante de la Universidad de Duke.

Los isótopos son variaciones de un elemento, en este caso el estroncio. El análisis químico de cada fertilizante muestra una mezcla de isótopos única que coincide con las rocas de fosfato de donde se obtuvo.

«Dadas las variaciones de los isótopos de estroncio en las rocas de fosfato globales, hemos establecido una herramienta única para detectar el impacto potencial de los fertilizantes en todo el mundo», dijo Hill.

Para saber si los isótopos de estroncio son un indicador confiable de oligoelementos en fertilizantes en todo el mundo, los investigadores analizaron 76 rocas de fosfato, la principal fuente de fertilizantes de fosfato, y 40 fertilizantes de las principales regiones productoras de roca de fosfato, incluido el oeste de Estados Unidos, China, India y el norte. África y Medio Oriente. Los investigadores recolectaron muestras de minas, fuentes comerciales y de la Estación de Investigación Tidewater, un campo experimental en Carolina del Norte. El equipo de investigación publicado sus conclusiones el 9 de mayo de 2024 en Cartas de ciencia y tecnología ambientales.

Los metales que se encuentran en el suelo y el agua subterránea provienen tanto de fuentes naturales como de origen humano.

«Los isótopos de estroncio son esencialmente una ‘huella’ que puede revelar la contaminación de las aguas subterráneas y del suelo en todo el mundo», afirmó Vengosh. Su equipo de investigación también ha utilizado isótopos de estroncio para rastrear la contaminación ambiental en la lixiviación de vertederos, la minería del carbón, las cenizas de carbón, los fluidos de fracking y el agua subterránea que se extrae a la superficie con la extracción de petróleo y gas natural.

«El isótopo es un indicador para identificar la fuente de contaminación», dijo Vengosh. «Sin esta herramienta, es difícil identificar, contener y remediar la contaminación relacionada con los fertilizantes».

Los fertilizantes en el estudio mostraron diferentes concentraciones de oligoelementos, observándose niveles más altos en los fertilizantes de EE. UU. y Medio Oriente en comparación con los de China e India. Como resultado, los investigadores concluyen que los fertilizantes fosfatados de EE.UU. y Oriente Medio tendrán un mayor impacto en la calidad del suelo debido a sus mayores concentraciones de uranio, cadmio y cromo en comparación con los fertilizantes de China e India, que tienen mayores concentraciones de arsénico.