The use of in situ Gamma-Ray Spectrometry to Assess the Environmental Impacts of Intensive Agriculture in terms of Geochemical Mobility in soil and waters



Título del documento: The use of in situ Gamma-Ray Spectrometry to Assess the Environmental Impacts of Intensive Agriculture in terms of Geochemical Mobility in soil and waters
Revista: Geofísica internacional
Base de datos:
Número de sistema: 000567537
ISSN: 0016-7169
Autores: 1
1

Instituciones: 1Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Departamento de Geologia, Presidente Prudente, São Paulo. Brasil
Año:
Volumen: 63
Número: 2
Paginación: 851-864
País: México
Idioma: Español
Tipo de documento: Artículo
Resumen en inglés The concentration and mobility of metals in the lithosphere and hydrosphere are led by many physical-chemical parameters and processes from natural and anthropogenic origins, the last one resulting in impacts over many ecosystems around the World, including wetlands. These transitional zones, often characterized by the presence of hydric soils, adapted vegetation, and seasonal or permanent presence of surface water, are commonly under human pressure in terms of land use conversion and contamination, notably in agricultural production areas, where excess of nutrients/organic matter, pesticides, salts, sediments, heavy metals and radionuclides (originated from inorganic fertilizers) can substantially alter the ecological balance of those ecosystems. Thus, this study aimed to evaluate the agricultural impact over a tropical geographically isolated wetland in the Brazilian Cerrado by the analysis of geochemical mobility and interaction between surface and groundwater through in situ gamma-ray spectrometry and hydraulic conductivity measurements. The results demonstrated that the margins of this diabase-derived soil wetland are one of the most important and critical compartments due to its capacity of metal immobilization and surface water infiltration, indicated especially by uranium concentrations. Thorium, in turn, was most related to colluvial transport from slopes to the center of wetland. It was also corroborated by low hydraulic conductivity zones as a result of soil compaction due to heavy agricultural machinery and increase in runoff fluxes. Thus, this methodology could be used as an initial fast screening method in wetlands under other climatic and geological/pedological contexts to evaluate the local hydrogeochemical dynamics and impacts of agricultura.
Resumen en español La concentración y movilidad de metales en la litosfera y la hidrosfera están influenciadas por muchos parámetros físico-químicos y procesos de origen natural y antropogénico, siendo este último responsable de impactos en muchos ecosistemas alrededor del mundo, incluyendo los humedales. Estas zonas de transición, a menudo caracterizadas por la presencia de suelos hídricos, vegetación adaptada y presencia estacional o permanente de agua superficial, suelen estar bajo presión humana en términos de conversión de uso del suelo y contaminación, especialmente en áreas de producción agrícola, donde el exceso de nutrientes/materia orgánica, pesticidas, sales, sedimentos, metales pesados y radionúclidos (provenientes de fertilizantes inorgánicos) pueden alterar sustancialmente el equilibrio ecológico de estos ecosistemas. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo evaluar el impacto agrícola en un humedal tropical geográficamente aislado en el Cerrado brasileño mediante el análisis de la movilidad geoquímica e interacción entre agua superficial y subterránea a través de espectrometría de rayos gamma in situ y mediciones de conductividad hidráulica. Los resultados demostraron que los márgenes de este humedal, con suelos derivados de diabasa, son uno de los compartimentos más importantes y críticos debido a su capacidad tanto de inmovilización de metales como de infiltración de agua superficial, indicado especialmente por las concentraciones de uranio. El torio, por su parte, se relacionó principalmente con el transporte coluvial desde las pendientes hacia el centro del humedal, corroborado también por zonas de baja conductividad hidráulica como resultado de la compactación del suelo debido al uso de maquinaria agrícola pesada y aumento del flujo de escorrentía. Por lo tanto, la metodología aplicada podría utilizarse como un método inicial de detección rápida en humedales bajo otros contextos climáticos, geológicos y edafológicos, con el fin de evaluar la dinámica hidrogeoquímica local y los impactos de la agricultura.
Disciplinas: Geociencias
Palabras clave: uranio,
torio,
hidrología,
humedal,
contaminacíon,
conductividad hidráulica,
Geofísica
Keyword: uranium,
thorium,
hydrology,
wetland,
contamination,
hydraulic conductivity,
Geophysics
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