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Metales pesados en suelos cultivados con cana de azucar en la chontalpa tabasco.

Heavy metals in soils cultivated with sugar cane in the Chontalpa, Tabasco

INTRODUCCION

En la zona del Plan Chontalpa, Tabasco, se encuentra el ingenio azucarero Presidente Benito Juarez (IPBJ) y un campo petrolero con una bateria de separacion de hidrocarburos (BSH). Ambas industrias son de gran importancia por la generacion de empleos. El IPBJ cuenta con una superficie cultivada de cana de azucar de 16500 ha, dentro de esta superficie se ubica la BSH. En el IPBJ se emiten gases y cenizas, por la quema de combustoleo y bagazo, en el proceso de produccion del azucar; en campo, previo a la cosecha de los canaverales se realiza la quema, con la finalidad de facilitar el corte de los tallos, generando gases y cenizas; ambos procesos de campo y fabrica tiene una duracion de 140 a 150 d (Salgado et al. 2003). Con respecto a la BSH, los desechos de separacion del agua e hidrocarburos, son depositados en fosas donde son quemados, contribuyendo a la emision de gases y cenizas; esta actividad se realiza durante todo el ano. Los metales Pb, Cr, Zn, Cu, As, Ni, Cd y Hg son producto de la actividad industrial en petroquimicas, refinerias y minas (Volke et al. 2005), son liberados a la atmosfera durante la combustion de combustibles fosiles (Petaloti et al. 2006) y en las petroquimicas, aportando ambas fuentes Cd, Ni, Pb y V (Rooney et al. 1999, McBride 2002, Mugica et al. 2003). En el area canera, se desconoce si durante los 34 anos que tienen en operacion estas industrias, sus emisiones han aportado metales pesados a los suelos en cantidades considerables (Porras et al. 2003) y si la cana de azucar los esta absorbiendo (Sereno et al. 2007). En algunas investigaciones que se han realizado en cana de azucar, metales pesados han sido cuantificados para evaluar la disponibilidad de los metales cuando se aplican lodos o aguas residuales como fuentes de fertilizantes para el cultivo de cana de azucar (Oliveira y Mattiazzo 2001, Bertoncine et al. 2004, Ng Kee-Kwong et al. 2005, Segura et al. 2006). Algunos metales pesados como Fe, Zn, Cu y Ni, son esenciales para el desarrollo del cultivo de la cana de azucar y se clasifican como micronutrientes, el cultivo los requiere en cantidades menores de 50 ppm, forman parte de los sistemas enzimaticos (Marschner 1995). El resto Pb, Cr, V, As, Cd y Hg, estan relacionados con problemas de salud como retrasos en el desarrollo, varios tipos de cancer, danos en el rinon, e, incluso, con casos de muerte (Muchuweti et al. 2006). Esta investigacion es pionera en Mexico y surge de la necesidad de contar con informacion que demuestre que la produccion de azucar, es inocua de metales pesados; por ello, los objetivos del presente trabajo fueron cuantificar el contenido total y extractable de los metales Pb, Ni, V, Cd, Fe, Zn, Cu y Mn en suelos y la concentracion total en planta, en la zona canera del Ingenio Presidente Benito Juarez, donde se ubica la BSH.

MATERIALES Y METODOS

Localizacion

El area de estudio se localiza en la zona de abastecimiento de cana de azucar del ingenio Pdte. Benito Juarez (IPBJ), la bateria de separacion de hidrocarburos se localiza a 11 km del IPBJ (Figura 1). Las coordenadas geograficas son 17[grados] 56' y 18[grados] 24' LN y 93[grados] 17' y 94[grados] 08' LO, su altitud sobre el nivel del mar es 10 m, y comprende parte de los municipios de Cardenas y Huimanguillo, Tabasco. El clima es calido humedo con abundantes lluvias en verano (Am), la temperatura media anual es de 26.4[grados]C y la precipitacion media anual de 1994 mm.

Diseno experimental

El diseno experimental en campo fue un factorial 2x2x3 (Dos fuentes de emision: IPBJ y BSH; dos unidades de suelos: Vertisol y Fluvisol; y tres distancias de muestreo: 0.6, 3 y 6 km). En cada sitio de muestreo, se colectaron muestras de suelos y de plantas, con tres repeticiones.

Muestreo de suelos y plantas

El muestreo de suelos se efectuo en los grupos Vertisoles y Fluvisoles por ser los mas representativos de la zona canera (Salgado et al. 2008). A partir de cada industria, para cada suelo se selecciono un transecto con direccion noreste-suroeste, por los vientos dominantes, y tres distancias de muestreo (0.6, 3 y 6 km) para determinar la dispersion de los metales a partir de la fuente (Figura 1); en cada distancia, con barrena de acero inoxidable se colecto una muestra de suelo compuesta de 15 submuestras, a una profundidad de 0 a 20 cm (Salgado et al. 2006). Las submuestras se homogenizaron, se tomo 1.5 kg, se coloco en bolsas de nylon previamente identificadas y se trasladaron al laboratorio para su analisis.

[FIGURA 1 OMITIR]

En los mismos sitios de muestreo de suelos, se colectaron muestras compuestas foliares a los 4 meses de desarrollo del cultivo de cana, se colectaron 15 submuestras de las hojas 3 a la 5, en un recorrido en zig-zag, se elimino la base y la punta de las hojas, y la nervadura central, los foliolos se depositaron en una bolsa de papel previamente identificada y se trasladaron al laboratorio para su analisis (Salgado et al. 2006).

Analisis de laboratorio

Las muestras de suelos se secaron a temperatura ambiente y fueron molidas en molino electrico y pasadas por tamiz (malla de 2 mm). Las propiedades del suelo analizadas para fertilidad fueron materia organica (MO) por el metodo Walkley y Black, pH con el metodo de relacion 1:2.5 (suelo:agua); conductividad electrica (CE) por el metodo de medicion en el extracto de saturacion, capacidad de intercambio cationico (CIC) por el metodo del acetato de amonio y textura por el metodo de Bouyoucos (SEMARNAT 2001). Los metales pesados se cuantificaron en sus formas totales, mediante el metodo de digestion con HN[O.sub.3]-HCl[O.sub.4] (Allan 1971) y formas extractables utilizando el metodo del acido dietilen-penta-acetico (DTPA), con base en el metodo AS-14 de la NOM-021-RECNAT-2000 (SEMARNAT 2001).

Las muestras de planta fueron lavadas con HCl al 2% y agua destilada, secadas en estufa a 70-72[grados]C durante 48 h, molidas con molino electrico tipo Wiley y tamizadas con malla de 0.5 mm y procesadas por el metodo de digestion con HN[O.sub.3-] HCl[O.sub.4] para contenidos totales de metales pesados (Allan 1971).

La cuantificacion de los metales totales y extractables en suelos, y totales en planta se hizo con la tecnica de espectrometria de masas con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-MS) por sus siglas en ingles (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry), que es una variante de las tecnicas de analisis por espectrometria de masas.

Analisis de datos

El analisis estadistico de los datos consistio en el analisis del factorial 2x2x3 y la prueba de comparacion multiple de medias de Tukey ([alfa] = 0.05), y correlaciones de Pearson (significativa a niveles 0.01 y 0.05). Se utilizaron los programas estadisticos SAS (Rebolledo 1999) y SPSS 15.0 para Windows (Darren & Mallery 2000).

RESULTADOS

Analisis de fertilidad

La zona de abastecimiento de cana de azucar en el IPBJ tiene dos suelos dominantes: Vertisoles y Fluvisoles (Salgado et al. 2008). En la capa de 0 a 20 cm de profundidad, los Vertisoles presentan un contenido medio de MO (2.3 a 3.0%), pH ligeramente acido (5.1 a 6.4), CE (0.01 a 0.05 dS m-1) que no representa problema de salinidad, CIC de baja a mediana fertilidad (18.4 a 29.0 Cmol(+)[kg.sup.-1]) y textura migajon-arenosa; los porcentajes de arcilla varian de 12 a 40 y los de arena de 37 a 55. Los Fluvisoles se caracterizan por presentar un contenido de pobre a medio de MO (1.6 a 2.8%), pH ligeramente acido (5.5 a 6.3), CE (0.01 a 0.04 dS m-1) que no indica problema de salinidad, CIC de baja a mediana fertilidad (15.6 a 27.0 Cmol(+)[kg.sup.-1]) y textura franca; el porcentaje de arcilla varia de 18 a 34 y el de arena de 40 a 54. Ambos suelos, presentan menor fertilidad que los suelos cultivados con cana del ingenio Santa Rosalia (Salgado et al. 2005).

Metales totales en suelos

No se detecto Cd en los suelos del IPBJ y la BSH. Los totales de Pb, Ni, V, Fe, Mn, Cu y Zn en suelos cultivados con cana de azucar se consideran normales al no rebasar los limites toxicos establecidos (Kabata-Pendias & Pendias 2008, Ross 1994, USEPA 1993) (Tabla 1).

En los transectos del IPBJ los contenidos de Pb, V, Fe y Zn fueron iguales estadisticamente en las diferentes distancias, tanto en Vertisoles como en Fluvisoles (Tabla 1). En los transectos de la BSH, en ambos suelos, se observa diferencias estadisticas en las concentraciones de Pb, Ni, V, Fe, Cu, Zn y Mn, siendo mayores en las distancias de 3 y 6 km con respecto a la distancia de 0.6 km; excepto el Mn que presento la menor concentracion en la distancia de 3.0 km (Tabla 1). La concentracion de hierro total en la BSH se incremento significativamente a medida que aumento la distancia.

Metales extractables en suelos

Los metales extractables V y Cd no se detectaron en los suelos de las dos industrias (Tabla 2), las concentraciones de Pb y Ni, se clasificaron como normales al ser menores que los 35 y 50 mg [kg.sup.-1] de Pb y Ni, considerados como adecuados para los suelos en Mexico (SEMARNAT 2001). Las concentraciones de Fe y Mn, se encuentran en cantidades que superan los niveles adecuados y las de Cu y Zn, se clasificaron como deficitarios en los suelos, lo cual coincide con lo reportado por Salgado et al. (2008).

En los transectos del IPBJ, se observa que las concentraciones de Pb, Ni, Fe, Cu y Mn, fueron iguales estadisticamente con respecto a la distancia de emision. El Zn se incremento significativamente en la distancia de 6 km, pero su nivel es deficitario.

En el suelo Fluvisol las concentraciones de Ni, Cu, Zn y Mn, fueron iguales estadisticamente con respecto a la distancia de emision. La concentracion de Hierro tendio a reducirse conforme aumento la distancia del punto de emision. El Pb tuvo un comportamiento irregular.

En los transectos de la BSH, se observo que las concentraciones de Pb y Cu en la distancia de 3 km fueron significativamente mayores que las encontradas en las distancias de 0.6 y 6 km, en ambos tipos de suelos (Tabla 2). El contenido de Ni en ambos suelos se incremento segun aumento la distancia del punto de emision. Zn y Mn en ambos suelos tuvieron una concentracion igual estadisticamente respecto a las distancias.

Correlacion de metales totales y extractables en suelo

Los metales extractables Fe, Zn, Pb y V no se correlacionaron con su concentracion en sus formas totales, excepto el Pb en el Fluvisol de la BSH (Tablas 3, 4, 5 y 6). Los metales extractables que mostraron correlacion con los metales totales fueron Mn en los suelos de las dos industrias. Cu y Ni, se correlacionaron unicamente en los suelos Fluvisol del IPBJ y en ambos suelos de la BSH (Tablas 4 y 6).

Metales totales en planta

No se detecto Cd en hoja (Tabla 7), lo cual fue consistente con las concentraciones observadas en ambos tipos de suelo (Tablas 1 y 2), los contenidos de metales totales Ni, Fe, Cu, Zn y Mn se clasificaron como bajos con respecto a los rangos considerados como adecuados, ya que estos micronutrientes son esenciales para desarrollo del cultivo de cana de azucar (Jones et al. 1991).

En el caso de Pb y V, son bajos comparados con los limites reportados para este cultivo (Tabla 7). Las concentraciones foliares de los metales pesados fueron iguales estadisticamente en las diferentes distancias de la fuente emision. Con excepcion del Mn que presento significativamente mayor concentracion en la distancia de 6 km, en ambos suelos de la BSH.

Correlacion de metales extractables en suelo y metales totales en planta

No se observo correlacion entre los metales totales Fe, Cu, Mn, Ni y V en plantas y los metales extractables de la solucion del suelo, tanto en Vertisoles como en Fluvisoles de las dos industrias (datos no presentados). No obstante del bajo contenido de estos metales en el suelo, el cultivo de cana, por lo extenso de su sistema radicular los extrae pero en cantidades insuficientes a los reportados como rangos adecuados para la nutricion de este cultivo (Tabla 7).

DISCUSION

Metales totales en suelos

El Cd, no fue detectado en los suelos Vertisoles y Fluvisoles (Tabla 1), su ausencia se debe al proceso de formacion de los suelos del Plan Chontalpa, Tabasco. Estos fueron formados por procesos de erosion de los suelos de la sierra de Chiapas y su posterior sedimentacion en la planicie aluvial (Palma et al. 2007) y porque las emisiones del IPBJ y BSH, no aportan Cd en cantidades apreciables en sus emisiones de Gas y Cenizas.

El hecho de que las concentraciones totales de Pb, V, Fe y Zn, se consideren como normales al estar por debajo de los niveles toxicos (Ross 1994, USEPA 1993, SEMARNAT 2001) y que las concentraciones en los suelos del IPBJ fueran iguales estadisticamente (Tabla 1), es indicativo de que no existe un aporte importante de estos contaminantes por parte del IPBJ. Las variaciones en los niveles de Pb, V, Fe y Zn se atribuye a la genesis del suelo (Kabata-Pendias & Pendias 2008). En estudios realizados en derrames de hidrocarburos, se ha observado un incremento en la concentracion de los metales Ni, Cu, Zn, Pb y V con 67.6, 24.7, 44.5, 18.4 y 82.7 mg [kg.sup.-1] de suelo, respectivamente, que superan los limites criticos de la NOM-021-RECNAT-2000 (SEMARNAT 2001, Zavala et al. 2003, Siebe et al. 2005).

La tendencia de mayor concentracion de Pb, Ni, V, Fe y Zn en los Fluvisoles y Vertisoles de la BSH, en las distancias de 3 y 6 km, posiblemente se debe a la deposicion por la via atmosferica; V, Ni, Cu, Pb y Zn, son volatilizados durante la combustion, y bajo enfriamiento estos metales se condensan sobre el suelo en particulas de cenizas; el Fe y Mn son metales no volatiles en la combustion pero estan unidos a la matriz de particulas de cenizas (Ross 1994, Mugica et al. 2003, Porras et al. 2003). En este caso, se deben a la quema hidrocarburos, como lo reportan Domenech (2000) y Petaloti et al. (2006), ya que esta instalacion petrolera ha quemado gas continuamente por muchos anos. Los vientos dominantes del noreste a suroeste contribuyen a dispersar las cenizas hacia los suelos situados entre 3 y 6 km al ser parte de la zona de deposicion de los contaminantes.

El Cu y el Mn siguen tendencias similares de acumulacion en las distancias de 3 a 6 km en los suelos de las dos industrias, pero la fuente puede deberse a la aplicacion de fertilizantes inorganicos al suelo (Ross 1994, Bertoncine et al. 2004, Volke et al. 2005), durante el manejo del cultivo de cana de azucar y de cultivos aledanos como el cacao que es fertilizado con sulfato de cobre; con frecuencia, extensas superficies de ambos cultivos se encuentran en los mismos suelos.

Metales extractables en suelos

La ausencia de V y Cd en su forma extractable, indica que no estan disponibles para el cultivo de la cana de azucar. El V es inmovilizado en los suelos Fluvisoles y Vertisoles, por su pH ligeramente acido al formar complejos con la materia organica, Fe y arcillas (Haluschak et al. 1998).

La concentracion de Pb extractable, no representa riesgo de contaminacion, ya que las concentraciones en el suelo son bajas. El Pb es el menos movil de los metales en el suelo, se acumula en la superficie; el pH ligeramente acido favorece su disponibilidad, pero en este caso es limitada. No obstante, que numerosos estudios indican que el Pb es un constituyente de las cenizas volantes. La concentracion en estas cenizas es de 2 a 3 veces menor que las cenizas que se quedan en calderas (Mugica et al. 2003, Porras et al. 2003); tal vez, por esto es que no se hayan acumulado en los suelos.

Las concentraciones de los micronutrimentos Ni y Zn extractables (Tabla 2), son deficientes en los suelos. A pesar de que el pH ligeramente acido, la presencia de Fe y Mn, favorecen la disponibilidad del Nikel, el cual es tomado por las plantas como [Ni.sup.2+]. Con respecto al Zn su solubilidad es reducida por el pH ligeramente acido, la presencia de arcilla y de materia organica. Por lo tanto, Ni y Zn, se deben aplicar para satisfacer las necesidades del cultivo de la cana de azucar, estos resultados coinciden con lo reportado por Salgado et al. (2008); estos autores recomiendan aplicar 10 kg [ha.sup.-1] de sulfato de zinc; o bien, utilizar el superfosfato triple como fuente de P para fertilizar el cultivo de cana, ya que contiene B, Zn, Cu y Ni en cantidades apreciables (Charter et al. 1995).

Las concentraciones de Fe y Mn, superan a los niveles establecidos como adecuados para los suelos (Tabla 2). El pH ligeramente acido y las condiciones de exceso de humedad en los Fluvisoles y Vertisoles, favorece la solubilidad de estos dos micronutrimentos, los cuales son tomados por las plantas como [Fe.sup.2+] y [Mn.sup.2+]; su contenido similar estadisticamente en el suelo, supone que no existe relacion entre las fuentes de emision y las distancias de muestreo; y que las diferencias numericas entre sitios pueden atribuirse a la genesis del suelo y al manejo. No existe un reporte sobre toxicidad por Fe y Mn en el cultivo de cana de azucar (Anderson & Bowen 1994).

Correlacion de metales totales y extractables en suelo

La falta de correlacion entre los metales extractables Fe, Zn, Pb y V, y los metales totales indica que las propiedades de los suelos Fluvisoles y Vertisoles como pH, arcilla, materia organica y condiciones de reduccion, favorecen o reducen la solubilidad de estos metales. La solubilidad de Ni, Cu y Mn, es deseable desde el punto de vista de la nutricion del cultivo de cana, ya que son micronutrimentos esenciales para este cultivo.

Metales totales en plantas

Los metales Pb, Ni, V y Cd, no estan presentes en las hojas de cana de azucar, segun el diagnostico foliar realizado a los cuatro meses de desarrollo del cultivo. Lo cual confirma que las actividades del IPBJ y la BSH, no contribuyen a la contaminacion con estos metales, lo anterior coincide con lo reportado por Camilotti et al. (2007), y difieren de Rayment et al. (2002), quienes encontraron que la paja de cana (hojas verdes y secas, y puntas) aportan a la superficie del suelo alrededor de 0.2 g de Cd y 110 g de Zn, despues de la cosecha de cana. Lo anterior, confirma que los metales cuando estan presentes en el suelo pueden ser tomados por el cultivo de cana, pero en cantidades menores a los limites toxicos. El cultivo de cana de azucar absorbe los metales pesados en el siguiente orden raices>tallos>hojas (Segura et al. 2006), este mecanismo reduce el riesgo de contaminacion del azucar. En jugo de cana se encontro Cd, Cr y Ni en concentraciones menores de 0.02 mg [kg.sup.-1] (Oliveira & Mattiazzo 2001).

Los contenidos de Mn, Fe, Cu y Zn en la hoja indican estados deficitarios, ya que estan por debajo de los rangos adecuados (Jones et al. 1991) y de las concentraciones consideradas toxicas para planta (Alloway 1990, Ross 1994, Li et al. 2007). Por ello, es que se debe mejorar el programa de fertilizacion del IPBJ, incluyendo la adicion de estos micronutrimentos. Con excepcion de los suelos Fluvisoles y Vertisoles de la BSH, el contenido de Mn foliar fue significativamente mayor en la distancia de 6 km, lo cual puede deberse a los pequenos aportes de la industria petrolera a traves de la emision de gases en la atmosfera (Ross 1994, Domenech 2000).

Correlacion de metales extractables en suelo y metales totales en planta

El Zn de la hoja se correlaciono positivamente con el Zn extractable en los Fluvisoles del IPBJ (datos no presentados), indicando que la primera es una variable dependiente de las formas disponibles en la solucion del suelo. Los metales restantes presentes en la hoja no se correlacionaron con los metales extractables debido a que la solubilidad depende del metal y de las propiedades quimicas de los suelos de estudio (Barzegar et al. 2005).

AGRADECIMIENTOS

Por los apoyos otorgados durante la investigacion, a traves del proyecto "Estudio integral de la cuenca hidrologica del rio Tonala y lagunas del Carmen y Machona", financiado por la linea de investigacion 1 Manejo Sustentable de los Recursos Naturales del Colegio de Postgraduados.

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(ACP)(JZC)(AGP)(SSG)(LCGE) Programa de Produccion Agroalimentaria en el Tropico PROPAT Colegio de Postgraduados Campus Tabasco Periferico Carlos A. Molina S/N Carretera Cardenas-Huimanguillo Cardenas 86570 Tabasco, Mexico, LPI-1: RN y Grupo MASCANA-LPI-2: AES:cruzpons@colpos.mx, zavala_cruz@colpos.mx

(FGR) Profesor Investigador Adjunto. Departamento de edafologia e hidrociencias. Colegio de Postgraduados Campus Montecillos Carretera Mexico-Texcoco km 36.5 Montecillos 56230 Estado de Mexico, Mexico

Articulo recibido: 27 de noviembre de 2008, aceptado: 21 de mayo de 2012
Tabla 1. Contenidos medios de metales totales por fuente de emision,
suelo y distancias.

Table 1. Average contents of heavy metals, by pollution source, soil
and distances.

Fuentes de    Suelos    Distancias   Metales totales (mg [kg.sup.-1])
emision                    (km)
                                     Pb                Ni

IPBJ         Vertisol      0.6       0.46 a ([cruz])   5.64 a
                           3.0       0.34 a            4.98 a
                           6.0       0.45 a            5.80 a
             Fluvisol      0.6       0.29 a            3.32 b
                           3.0       0.53 a            5.38 a
                           6.0       0.35 a            4.85 a
             Vertisol      0.6       0.32 b            3.58 b
                           3.0       0.53 a            6.93 a
                           6.0       0.58 a            7.51 a
BSH          Fluvisol      0.6       0.32 b            3.58 b
                           3.0       0.53 a            6.93 a
                           6.0       0.58 a            7.51 a

CV(%)                                23                15
Media                                0.43              5.3
Prob. F Para: Fuente (F)             0.14 ns           0.01 **
Suelo (S)                            0.14 ns           0.01 **
Distancia (D)                        0.01 **           0.01 **
Int. F*S                             0.62 ns           0.54 ns
Int. F*D                             0.05 *            0.01 **
Int. S*D                             0.22 *            0.84 ns
Int. F*S*D                           0.05 *            0.01 **
DSH                                  0.07              0.55
Limites de metales totales           300               420
  (USEPA, 1993) (mg [kg.sup.-1])

Fuentes de    Suelos    Distancias   Metales totales (mg [kg.sup.-1])
emision                    (km)
                                     V         Cd   Fe

IPBJ         Vertisol      0.6       3.29 a    nd   526.9 a
                                     ([cruz])
                           3.0       3.06 a    nd   532.9 a
                           6.0       3.46 a    nd   564.8 a
             Fluvisol      0.6       2.49 a    nd   519.2 a
                           3.0       3.50 a    nd   572.7 a
                           6.0       3.09 a    nd   540.6 a
             Vertisol      0.6       3.10 b    nd   556.8 c
                           3.0       4.17 a    nd   596.1 b
                           6.0       4.18 a    nd   607.6 a
BSH          Fluvisol      0.6       3.10 b    nd   556.8 c
                           3.0       4.17 a    nd   596.1 b
                           6.0       4.18 a    nd   607.6 a

CV(%)                                9.4       --   3.2
Media                                3.4       --   566.1
Prob. F Para: Fuente (F)             0.01 **   --   0.01 **
Suelo (S)                            0.25 ns   --   0.52 ns
Distancia (D)                        0.01 **   --   0.01 **
Int. F*S                             0.34 ns   --   0.83 ns
Int. F*D                             0.17 ns   --   0.67 ns
Int. S*D                             0.37 ns   --   0.13 ns
Int. F*S*D                           0.01 **   --   0.05 *
DSH                                  0.22      --   12.5
Limites de metales totales           50-       39   10000-
  (USEPA, 1993) (mg [kg.sup.-1])     100 (1)        300000 (2)

Fuentes de    Suelos    Distancias   Metales totales (mg [kg.sup.-1])
emision                    (km)
                                     Cu        Zn        Mn

IPBJ         Vertisol      0.6       4.47 a    4.61 a    19.03 a
                           3.0       2.47 b    4.15a     18.59 a
                           6.0       1.92 b    5.02 a    18.45 a
             Fluvisol      0.6       1.29 b    3.47 a    13.92 b
                           3.0       1.66 ab   4.26 a    34.97 a
                           6.0       1.77 a    4.20 a    18.47 b
             Vertisol      0.6       1.36 b    4.07 b    27.60 ab
                           3.0       2.28 a    5.97 a    17.19 b
                           6.0       1.92 ab   5.55 a    30.84 a
BSH          Fluvisol      0.6       1.36 b    4.07 b    27.59 ab
                           3.0       2.27 a    5.97 a    17.18 b
                           6.0       1.92 ab   5.55 a    30.84 a

CV(%)                                20.6      12.0      19.5
Media                                2.0       4.7       24.0
Prob. F Para: Fuente (F)             0.01 **   0.01 **   0.01 **
Suelo (S)                            0.01 **   0.09 ns   0.01 **
Distancia (D)                        0.33 ns   0.01 **   0.05 *
Int. F*S                             0.01 **   0.14 ns   0.78 ns
Int. F*D                             0.01 **   0.05 *    0.01 **
Int. S*D                             0.01 **   0.94 ns   0.01 **
Int. F*S*D                           0.01 **   0.05 *    0.85 ns
DSH                                  0.28      0.39      3.2
Limites de metales totales           1500      2800      1500-
  (USEPA, 1993) (mg [kg.sup.-1])                         3000 (3)

IPBJ = Ingenio Presidente Benito Juarez; BSH = Bateria de Separacion
de Hidrocarburos; nd = No detectado

([cruz]) Medias con la misma literal dentro de la misma columna son
iguales estadisticamente Tukey (p [menor que o igual a] 0.05)

(1) Alloway, 1990, (2) Kabata-Pendias & Pendias (2008),
(3) Ross(1994).

Tabla 2. Contenidos medios de metales extractables por fuente de
emision, suelo y distancias.

Table 2. Average contents of extractable metals, by pollution source,
soil and distances.

Fuentes de   Suelos     Distancias   Metales extractables
emision                    (km)      (mg [kg.sup.-1])
                                     Pb                Ni

IPBJ         Vertisol      0.6       0.48 a ([cruz])   3.09 a
                           3.0       0.45 a            3.13 a
                           6.0       0.52 a            3.48 a
             Fluvisol      0.6       0.55 a            2.28 a
                           3.0       0.35 b            3.54 a
                           6.0       0.48 ab           3.22 a
             Vertisol      0.6       0.44 b            2.52 b
                           3.0       0.63 a            3.38 b
                           6.0       0.50 b            5.03 a
BSH          Fluvisol      0.6       0.44 b            2.52 b
                           3.0       0.63 a            3.37 b
                           6.0       0.42 b            5.03 a

CV(%)                                16.8              17
Media                                0.46              3.2
Prob. F Para: Fuente (F)             0.67 ns           0.05 *
Suelo (S)                            0.01 **           0.23 ns
Distancia (D)                        0.14 ns           0.01 **
Int. F*S                             0.05 *            0.99 ns
Int. F*D                             0.01 **           0.01 **
Int. S*D                             0.01 **           0.80 ns
Int. F*S*D                           0.01 **           0.11 ns
DSH                                  0.05 *            0.38
Limites normales de metales pesados  35                50

Fuentes de   Suelos     Distancias   Metales extractables
emision                    (km)      (mg [kg.sup.-1])
                                     V    Cd    Fe

IPBJ         Vertisol      0.6       nd   nd    52.7 a
                           3.0       nd   nd    46.6 a
                           6.0       nd   nd    48.3 a
             Fluvisol      0.6       nd   nd    112.2 a
                           3.0       nd   nd    45.4 b
                           6.0       nd   nd    61.2 b
             Vertisol      0.6       nd   nd    62.2 a
                           3.0       nd   nd    67.6 a
                           6.0       nd   nd    65.0 a
BSH          Fluvisol      0.6       nd   nd    62.2 a
                           3.0       nd   nd    67.5 a
                           6.0       nd   nd    65.0 a

CV(%)                                --   --    13.2
Media                                --   --    63.0
Prob. F Para: Fuente (F)             --   --    0.18 ns
Suelo (S)                            --   --    0.01 **
Distancia (D)                        --   --    0.01 **
Int. F*S                             --   --    0.01 **
Int. F*D                             --   --    0.01 **
Int. S*D                             --   --    0.01 **
Int. F*S*D                           --   --    0.01 **
DSH                                  --   --    5.7
Limites normales de metales pesados  10 (12-3   > 4.5

Fuentes de   Suelos     Distancias   Metales extractables
emision                    (km)      (mg [kg.sup.-1])
                                     Cu        Zn        Mn

IPBJ         Vertisol      0.6       2.18 a    0.73 b    14.53 a
                           3.0       1.75 a    0.66 b    15.11 a
                           6.0       2.05 a    0.87 a    16.69 a
             Fluvisol      0.6       1.20 a    0.77 a    9.09 a
                           3.0       1.26 a    0.68 a    27.88 a
                           6.0       1.78 a    0.71 a    14.33 a
             Vertisol      0.6       0.99 b    0.85 a    21.88 a
                           3.0       2.45 a    0.71 a    10.61 a
                           6.0       1.75 ab   0.85 a    22.61 a
BSH          Fluvisol      0.6       0.98 b    0.85 a    21.88 a
                           3.0       2.45 a    0.71 a    10.60 a
                           6.0       1.71 ab   0.85 a    22.60 a

CV(%)                                22.6      16        34.8
Media                                1.69      0.80      18.7
Prob. F Para: Fuente (F)             0.97 ns   0.01 **   0.05 *
Suelo (S)                            0.05 *    0.18 ns   0.11 ns
Distancia (D)                        0.01 **   0.18 ns   0.33 ns
Int. F*S                             0.05 *    0.05 *    0.37 ns
Int. F*D                             0.01 **   0.01 **   0.05 *
Int. S*D                             0.25 ns   0.01 **   0.01 **
Int. F*S*D                           0.14 ns   0.01 **   0.92 ns
DSH                                  0.26      0.08      4.5
Limites normales de metales pesados  > 2,0     > 1.0     > 1.0
  extractables (SEMARNAT, 2001)
  (mg [kg.sup.-1])

IPBJ = Ingenio Presidente Benito Juarez, BSH = Bateria de Separacion
de Hidrocarburos, nd = No detectado

([cruz]) Medias con la misma literal dentro de la misma columna son
iguales estadisticamente Tukey (p [menor que o igual a] 0.05)

(1) Kabata-Pendias & Pendias (2008).

Tabla 3. Correlacion entre metales totales y extractables en suelos
Vertisoles del IPBJ.

Table 3. Correlation between total and extractable metals in
Vertisoles of the IPBJ.

Metales      [Fe.sub.t]   [Cu.sub.t]   [Zn.sub.t]   [Mn.sub.t]

[Fe.sub.t]   1.00         -0.62        0.82         0.62
[Cu.sub.t]                1.00         -0.11        -0.06
[Zn.sub.t]                             1.00         0.76 *
[Mn.sub.t]                                          1.00
[Pb.sub.t]
[Ni.sub.t]
[V.sub.t]
[Fe.sub.e]
[Cu.sub.e]
[Zn.sub.e]
[Mn.sub.e]
[Pb.sub.e]
[Pb.sub.e]

Metales      [Pb.sub.t]   [Ni.sub.t]   [V.sub.t]   [Fe.sub.e]

[Fe.sub.t]   0.68         0.74 *       0.81 **     -0.47
[Cu.sub.t]   0.15         0.03         -0.07       0.5
[Zn.sub.t]   0.94 **      0.96 **      0.96 **     -0.19
[Mn.sub.t]   0.79 **      0.81 **      0.81 **     -0.32
[Pb.sub.t]   1.00         0.97 **      0.94 **     -0.25
[Ni.sub.t]                1.00         0.98 **     -0.25
[V.sub.t]                              1.00        -0.24
[Fe.sub.e]                                         1.00
[Cu.sub.e]
[Zn.sub.e]
[Mn.sub.e]
[Pb.sub.e]
[Pb.sub.e]

Metales      [Cu.sub.e]   [Zn.sub.e]   [Mn.sub.e]   [Pb.sub.e]

[Fe.sub.t]   0.21         0.22         0.44         0.56
[Cu.sub.t]   0.53         -0.21        -0.17        -0.03
[Zn.sub.t]   0.67 *       0.32         0.55         0.68 *
[Mn.sub.t]   0.45         0.14         0.69 *       0.34
[Pb.sub.t]   0.68 *       0.11         0.41         0.56
[Ni.sub.t]   0.71 *       0.1          0.46         0.58 **
[V.sub.t]    0.66 *       0.19         0.52         0.63
[Fe.sub.e]   0.41         0.07         0.28         0.40
[Cu.sub.e]   1.00         0.15         0.4          0.64
[Zn.sub.e]                1.00         0.35         0.07
[Mn.sub.e]                             1.00         0.56
[Pb.sub.e]                                          1.00
[Pb.sub.e]

Metales      [Pb.sub.e]

[Fe.sub.t]   0.48
[Cu.sub.t]   -0.19
[Zn.sub.t]   0.54
[Mn.sub.t]   0.46
[Pb.sub.t]   0.37
[Ni.sub.t]   0.41
[V.sub.t]    0.48
[Fe.sub.e]   0.46
[Cu.sub.e]   0.45
[Zn.sub.e]   0.22
[Mn.sub.e]   0.89 **
[Pb.sub.e]   0.84 **
[Pb.sub.e]   1.00

* Correlacion significativa al 0.05, t = total

** Correlacion altamente significativa al 0.01, e = extractable

Tabla 4. Correlacion entre metales totales y extractables en suelos
Fluvisoles del IPBJ.

Table 4. Correlation between total and extractable metals in
Fluvisoles of the IPBJ.

Metales      [F.sub.et]   [Cu.sub.t]   [Zn.sub.t]   [Mn.sub.t]

[F.sub.et]   1.00         0.81 **      0.90 **      0.79 **
[Cu.sub.t]                1.00         0.91 **      0.52
[Zn.sub.t]                             1.00         0.56
[Mn.sub.t]                                          1.00
[Pb.sub.t]
[Ni.sub.t]
[V.sub.t]
[Fe.sub.e]
[Cu.sub.e]
[Zn.sub.e]
[Mn.sub.e]
[Pb.sub.e]
[Ni.sub.e]

Metales      [Pb.sub.t]   [Ni.sub.t]   [V.sub.t]   [Fe.sub.e]

[F.sub.et]   0.82 **      0.95 **      0.81 **     -0.53
[Cu.sub.t]   0.53         0.92 **      0.75 *      -0.56
[Zn.sub.t]   0.67 *       0.91 **      0.63        -0.41
[Mn.sub.t]   0.76 *       .76 *        0.82 **     -0.71 *
[Pb.sub.t]   1.00         0.75 *       0.72 *      -0.54
[Ni.sub.t]                1.00         0.85 **     -0.70
[V.sub.t]                              1.00        -0.71
[Fe.sub.e]                                         1.00
[Cu.sub.e]
[Zn.sub.e]
[Mn.sub.e]
[Pb.sub.e]
[Ni.sub.e]

Metales      [Cu.sub.e]   [Zn.sub.e]   [Mn.sub.e]   [Pb.sub.e]

[F.sub.et]   0.45         0.05         0.70 *       -0.111
[Cu.sub.t]   0.76 *       0.07         0.48         0.01
[Zn.sub.t]   0.74 *       0.17         0.54         0.15
[Mn.sub.t]   0.13         0.02         0.90 **      -0.494
[Pb.sub.t]   0.38         0.16         0.76 *       -0.192
[Ni.sub.t]   0.57         -0.01        0.70 *       -0.188
[V.sub.t]    0.37         0.08         0.74         -0.375
[Fe.sub.e]   -0.18        0.29         -0.71 *      0.71 *
[Cu.sub.e]   1.00         0.53         0.29         0.44
[Zn.sub.e]                1.00         0.30         0.50
[Mn.sub.e]                             1.00         -0.39
[Pb.sub.e]                                          1.00
[Ni.sub.e]

Metales      [Ni.sub.e]

[F.sub.et]   0.80 **
[Cu.sub.t]   0.80 **
[Zn.sub.t]   0.80 **
[Mn.sub.t]   0.74 *
[Pb.sub.t]   0.78 **
[Ni.sub.t]   0.87 **
[V.sub.t]    0.82 **
[Fe.sub.e]   -0.67 *
[Cu.sub.e]   0.70 *
[Zn.sub.e]   0.40
[Mn.sub.e]   0.85 **
[Pb.sub.e]   -0.16
[Ni.sub.e]   1.00

* Correlacion significativa al 0.05, t = total

** Correlacion altamente significativa al 0.01, e = extractable

Tabla 5. Correlacion entre metales totales y extractables en suelos
Vertisoles de la BSH.

Table 5. Correlation between total and extractable metals in
Vertisoles of the BSH.

Metales      [F.sub.et]   [Cu.sub.t]   [Zn.sub.t]   [Mn.sub.t]

[F.sub.et]   1.00         0.75 *       0.84 **      -0.03
[Cu.sub.t]                1.00         0.98 **      -0.5
[Zn.sub.t]                             1.00         -0.40
[Mn.sub.t]                                          1.00
[Pb.sub.t]
[Ni.sub.t]
[V.sub.t]
[Fe.sub.e]
[Cu.sub.e]
[Zn.sub.e]
[Mn.sub.e]
[Pb.sub.e]
[Ni.sub.e]

Metales      [Pb.sub.t]   [Ni.sub.t]   [V.sub.t]   [Fe.sub.e]

[F.sub.et]   0.97 **      0.97 **      0.91 **     0.37
[Cu.sub.t]   0.77 *       0.82 **      0.89 **     0.16
[Zn.sub.t]   0.84         0.90 **      0.92 **     0.17
[Mn.sub.t]   -0.06        -0.17        -0.21       -0.05
[Pb.sub.t]   1.00         0.95 **      0.88 **     0.31
[Ni.sub.t]                1.00         0.92 **     0.26
[V.sub.t]                              1.00        0.15
[Fe.sub.e]                                         1.00
[Cu.sub.e]
[Zn.sub.e]
[Mn.sub.e]
[Pb.sub.e]
[Ni.sub.e]

Metales      [Cu.sub.e]   [Zn.sub.e]   [Mn.sub.e]   [Pb.sub.e]

[F.sub.et]   0.70 *       -0.17        -0.13        0.48
[Cu.sub.t]   0.95 **      -0.37        -0.53        0.88 **
[Zn.sub.t]   0.92 **      -0.32        -0.47        0.85 **
[Mn.sub.t]   -0.59        0.56         0.93 **      -0.65
[Pb.sub.t]   0.70 *       -0.15        -0.16        0.50
[Ni.sub.t]   0.78 **      -0.15        -0.3         0.58
[V.sub.t]    0.82 **      -0.33        -0.29        0.61
[Fe.sub.e]   0.39         0.13         0.17         0.15
[Cu.sub.e]   1.00         -0.33        -0.55        0.86 **
[Zn.sub.e]                1.00         0.58         -0.45
[Mn.sub.e]                             1.00         -0.64
[Pb.sub.e]                                          1.00
[Ni.sub.e]

Metales      [Ni.sub.e]

[F.sub.et]   0.81 **
[Cu.sub.t]   0.36
[Zn.sub.t]   0.49
[Mn.sub.t]   0.35
[Pb.sub.t]   0.72 *
[Ni.sub.t]   0.77 **
[V.sub.t]    0.65
[Fe.sub.e]   0.36
[Cu.sub.e]   0.37
[Zn.sub.e]   0.29
[Mn.sub.e]   0.23
[Pb.sub.e]   0.01
[Ni.sub.e]   1.00

* Correlacion significativa al 0.05

** Correlacion significativa al 0.01

Tabla 6. Correlacion entre metales totales y extractables en suelos
Fluvisoles de la BSH.

Table 6. Correlation between total and extractable metals in
Fluvisoles of the BSH.

Metales      [F.sub.et]   [Cu.sub.t]   [Zn.sub.t]   [Mn.sub.t]

[F.sub.et]   1.00         0.76         0.97 **      0.19
[Cu.sub.t]                1.00         0.84 *       0.27
[Zn.sub.t]                             1.00         0.25
[Mn.sub.t]                                          1.00
[Pb.sub.t]
[Ni.sub.t]
[V.sub.t]
[Fe.sub.e]
[Cu.sub.e]
[Zn.sub.e]
[Mn.sub.e]
[Pb.sub.e]
[Ni.sub.e]

Metales      [Pb.sub.t]   [Ni.sub.t]   [V.sub.t]   [Fe.sub.e]

[F.sub.et]   0.95 **      0.93 **      0.79 *      0.48
[Cu.sub.t]   0.86 *       0.82 **      0.83 **     0.327
[Zn.sub.t]   0.98 **      0.95 **      0.84 **     0.56
[Mn.sub.t]   0.25         0.15         0.42        0.13
[Pb.sub.t]   1.00         0.95 **      0.86 **     0.39
[Ni.sub.t]                1.00         0.73 *      0.47
[V.sub.t]                              1.00        0.39
[Fe.sub.e]                                         1.00
[Cu.sub.e]
[Zn.sub.e]
[Mn.sub.e]
[Pb.sub.e]
[Ni.sub.e]

Metales      [Cu.sub.e]   [Zn.sub.e]   [Mn.sub.e]   [Pb.sub.e]

[F.sub.et]   0.79 **      0.10         -0.04        0.82 **
[Cu.sub.t]   0.92 **      0.62         0.09         0.57
[Zn.sub.t]   0.82 **      0.24         0.04         0.87 **
[Mn.sub.t]   0.15         0.57         0.81 **      -0.04
[Pb.sub.t]   0.84 *       0.27         0.03         0.83
[Ni.sub.t]   0.89 **      0.17         0.10         0.85 **
[V.sub.t]    0.65         0.57         0.06         0.63
[Fe.sub.e]   0.23         0.11         0.11         0.65
[Cu.sub.e]   1.00         0.37         0.12         0.56
[Zn.sub.e]                1.00         0.41         -0.02
[Mn.sub.e]                             1.00         -0.09
[Pb.sub.e]                                          1.00
[Ni.sub.e]

Metales      [Ni.sub.e]

[F.sub.et]   0.74 *
[Cu.sub.t]   0.42
[Zn.sub.t]   0.76 *
[Mn.sub.t]   0.44
[Pb.sub.t]   0.71 *
[Ni.sub.t]   0.73 *
[V.sub.t]    0.44
[Fe.sub.e]   0.55
[Cu.sub.e]   0.50
[Zn.sub.e]   -0.06
[Mn.sub.e]   0.37
[Pb.sub.e]   0.73 *
[Ni.sub.e]   1.00

* Correlacion significativa al 0.05, t = total

** Correlacion altamente significativa al 0.01, e = extractable

Tabla 7. Contenidos medios de metales totales en hoja de cana de
azucar por fuente de emision, suelo y distancias.

Table 7. Average contents of total metals in sugar cane leaves by
pollution source, soil and distances.

Fuentes de   Suelos     Distancias   Metales extractables (mg kg *)
emision                    (km)
                                     Pb         Ni

                           0.6       0.01       0.08 a ([cruz])
             Vertisol      3.0       nd         0.04 a
                           6.0       nd         0.05
IPBJ                       0.6       nd         nd
             Fluvisol      3.0       nd         nd
                           6.0       nd         0.07
                           0.6       nd         nd
             Vertisol      3.0       0.03       0.04
                           6.0       nd         nd
BSH                        0.6       nd         nd
             Fluvisol      3.0       0.03       0.03
                           6.0       nd         nd

CV(%)                                --         --
Media                                --         --
Prob. F Para: Fuente (F)             --         --
Suelo (S)                            --         --
Distancia (D)                        --         --
Int. F*S                             --         --
Int. F*D                             --         --
Int. S*D                             --         --
Int. F*S*D                           --         --
DSH                                  --         --
Rangos de concentracion de           17.0 (1)   2.3 (1)
  metales hojas 3-5 de cana

Fuentes de   Suelos     Distancias   Metales extractables
emision                    (km)      (mg [kg.sup.-1])

                                     V          Cd         Fe

                           0.6       0.03 a     nd         17.03 a
             Vertisol      3.0       0.03 a     nd         25.08 a
                           6.0       0.04 a     nd         23.73 a
IPBJ                       0.6       nd         nd         13.68 a
             Fluvisol      3.0       0.01       nd         8.52 a
                           6.0       0.03 a     nd         21.54 a
                           0.6       0.02 a     nd         6.47 a
             Vertisol      3.0       0.05       nd         8.92 a
                           6.0       0.004 a    nd         7.42 a
BSH                        0.6       0.02 a     nd         6.45 a
             Fluvisol      3.0       0.05       nd         8.91 a
                           6.0       0.004 a    nd         7.42 a

CV(%)                                --         --         126
Media                                --         --         13
Prob. F Para: Fuente (F)             --         --         0.06 ns
Suelo (S)                            --         --         0.52 ns
Distancia (D)                        --         --         0.85 ns
Int. F*S                             --         --         0.48 ns
Int. F*D                             --         --         0.84 ns
Int. S*D                             --         --         0.77 ns
Int. F*S*D                           --         --         0.89 ns
DSH                                  --         --         11.3
Rangos de concentracion de           5-10 (2)   0.59 (3)   40-250
  metales hojas 3-5 de cana

Fuentes de   Suelos     Distancias   Metales extractables
emision                    (km)      (mg [kg.sup.-1])

                                     Cu        Zn        Mn

                           0.6       0.22 a    0.61 a    2.37 a
             Vertisol      3.0       0.11 a    0.61 a    2.70 a
                           6.0       0.11 a    0.40 a    2.27 a
IPBJ                       0.6       0.08 a    0.34 a    0.77 a
             Fluvisol      3.0       0.09 a    0.23 a    1.17 a
                           6.0       0.09 a    0.31 a    1.22 a
                           0.6       0.11 a    0.29 a    0.92 b
             Vertisol      3.0       0.08 a    0.23 a    0.70 b
                           6.0       0.11 a    0.42 a    2.84 a
BSH                        0.6       0.11 a    0.29 a    0.92 b
             Fluvisol      3.0       0.08 a    0.23 a    0.70 b
                           6.0       0.11 a    0.42 a    2.84 a

CV(%)                                56        51        59
Media                                0.12      0.51      2.0
Prob. F Para: Fuente (F)             0.77 ns   0.05 *    0.21 ns
Suelo (S)                            0.81 ns   0.05 *    0.84 ns
Distancia (D)                        0.13 ns   0.23 ns   0.44 ns
Int. F*S                             0.05 *    0.01 **   0.01 **
Int. F*D                             0.98 ns   0.71 ns   0.28 ns
Int. S*D                             0.79 ns   0.30 ns   0.67 ns
Int. F*S*D                           0.14 ns   0.34 ns   0.37 ns
DSH                                  0.04      0.18      0.82
Rangos de concentracion de           5-30      20-100    25-400
  metales hojas 3-5 de cana

IPBJ = Ingenio Presidente Benito Juarez, BSH = Bateria de Separacion
de Hidrocarburos

* Significativo, ** Altamente significativo, nd = No detectado

([cruz]) Medias con la misma literal dentro de la misma columna son
iguales estadisticamente Tukey (p [menor que o igual a] 0.05)

(1) Camilloti et al. (2007), (2) Kabata-Pendias & Pendias (2008), (3)
Raymet et al. (2002).
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Author:de la Cruz-Pons, A.; Zavala-Cruz, J.; Guerrero-Pena, A.; Salgado-Garcia, S.; Lagunes-Espinoza, L.C.;
Publication:Universidad y Ciencia
Date:Aug 1, 2012
Words:8855
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