Estudio de la contaminación con petróleo de los suelos agrícolas de la cuenca baja del río Tonalá mediante espectroscopia del infrarrojo cercano

Abstract

El desarrollo de la industria petrolera en México ha generado contaminación en el entorno, ocasionada por derrames que afectan componentes del ecosistema donde se localiza su infraestructura. En la actualidad se desarrollan métodos modernos para estudiar la contaminación de suelos generada por el derrame de hidrocarburos derivados del petróleo. Los métodos instrumentales modernos (espectroscopia de infrarrojo cercano, cromatografía de gases, espectrometría de masas, espectroscopia UV-Vis, etc.), presentan gran interés principalmente por su elevada velocidad de análisis, por la reducción de los errores analíticos y en el consumo de reactivos, entre otros. El objetivo del trabajo es generar modelos de clasificación y estimación de la contaminación en suelos agrícolas de la Cuenca Baja del río Tonalá con hidrocarburos derivados del petróleo mediante la tecnología NIRS. Para ello se utilizaron cinco grupos de suelos (76 muestras) con diferentes características físicas y químicas. Los resultados obtenidos se trataron quimiométricamente, aplicando técnicas para visualizar la distribución de los datos y la eliminación de la región visible del espectro NIRS. Posteriormente se generó el modelo de clasificación mediante PCA y el modelado de clases con SIMCA. Los modelos se validaron interna y externamente con valores obtenidos con un método de referencia (Soxhlet) presentando valores de clasificación y estimación que permiten ver la tendencia para estimar la contaminación de suelos. Por lo tanto, la tecnología de infrarrojo cercano genera información suficiente para estudiar la contaminación de suelos por hidrocarburos derivados del petróleo con resultados similares a los obtenidos en los métodos convencionales._______In Mexico there are large areas contaminated with hydrocarbons of petroleum, due to the own activities of the oil industry, as well as to accidental spills exist mainly during the extraction and/or transports. The hydrocarbons derived from petroleum, are accumulated in ecosystems marine and grounds, being responsible for their degradation, reason for which modern methods are developed to evaluate the soil pollution generated by the oil spills. Nowadays, the development of new technologies and modern instruments such as Near Infrared Spectroscopy (NIRS), mass spectrometry (MS), Gas Chromatography (GC), among others, are considered a significant advance for this type of study mainly due to the speed of analysis, analytical error reduction and decreased consumption of reagents. The objective was to generate classification models and estimation of pollution in agricultural soils by hydrocarbons derived from the petroleum from the Tonala River Lower using NIRS technology on five units of soils (76 samples) with different physical and chemical characteristics. The results were treated chemometric, with techniques to visualize the data distribution and elimination of the visible spectrum NIRS. Subsequently, we generated a classification model using PCA and modeling classes with SIMCA. The models were validated internally and externally with values obtained with a reference method (Soxhlet) presenting values of classification and estimation that can see the trend to estimate the contamination of soils. Therefore, the technology of near infrared generated sufficient information to study soil pollution by hydrocarbons derived from petroleum with similar results to those obtained by conventional methods.